MIP-CGP清潔汽油生產工藝在催化裂化裝置改造中的應用

徐高林, 周興慶

（江蘇新華安全科學技術發展有限公司，江蘇 揚州 225200）

MIP-CGP技術就是以重質油作為原料，借助于由串聯提升管反應器所構成的新型反應系統，把和烴類反應相適應的工藝條件以及專用催化劑在不同的反應區設計出來，這樣在新型反應系統中，烴類就可以就可以進行有選擇性的轉化，從而生產出異構烷烴比例較高的汽油。目前在汽油烯烴含量的降低技術中，這一技術最成熟[1]。

1 傳統催化裂化技術的不足

我國車用汽油目前大部分還都來自于催化裂化。傳統的催化裂化技術為了能夠提高汽油的辛烷值，其裝置多采用的都是高反應溫度以及超穩Y型催化劑，這樣可以提高催化汽油中的烯烴含量。但是這種技術雖然能夠提高烯烴的辛烷值，其本身的化學性質比較活潑，所以在揮發之后，很容易就會和大氣中的NOx結合在一起，然后經過太陽照射，最終形成主要成分為臭氧的有毒化光化學煙霧，從而污染環境。另外烯烴特別是一些具有共軛結構的二烯烴，其結構特別的不穩定，很容易就在發動機和進氣系統處形成積炭或者膠質，從而對發動機的正常工作產生影響。所以，降低催化汽油中烯烴含量并提高辛烷值，就可以有效滿足現行環保要求，這也是傳統催裂化技術改造的關鍵環節。

2 MIP-CGP技術的特點

（1）借助于新型的串聯提升管反應器，對催化裂化的一次裂化反應和二次裂化反應進行優化，以此對干氣和焦炭產率進行減少，改善產物的分布[2]。

（2）需要設計兩個反應區，一個用來進行一次裂化反應，反應強度較高，在此短暫停留之后就要直接進入到第二反應區；在第二反應區中經過一系列的擴徑和補充低溫催化劑等措施，以達到增加氫轉移以及異構化反應的作用，對二次裂化反應進行適量的控制[3]。在這兩次的裂化反應之后，就可以有效的降低烯烴含量，并保持汽油的辛烷值不變。

（3）所使用的是專用催化劑，具有不同的孔結構和活性組元，這樣就可以對不同反應區的功能進行強化，從而滿足工藝他要求。

（4）采用MIP-CGP技術所生產的汽油，之中的烯烴含量比較低，辛烷值也基本保持不變，完全符合于當今的汽油標準，并滿足于燃料未來清潔的發展方向。

圖1為MIP-MCG技術簡化流程圖。

圖1 MIP-MCG技術簡化流程圖Fig.1 MIP-MCG technology flow chart

3 裝置的改造內容

這一裝置是由中國石化洛陽石化工程公司設計的ROSS-VA型裝置，為1.0 Mt/a重油催化裂化裝置，所生產的汽油，含有的烯烴體積分數為40%～60%，為了能夠滿足人們對于汽油質量的要求，就需要把汽油所含的烯烴分數降低到 35%以下，那么就需要對裝置進行改造。其改造內容主要有：

（1）提升管反應器。對原提升管中部進行擴徑，以添加第二反應區，對反應時間進行延長；然后在第二反應區的下部設置一個大孔徑的分布板，這樣就可以對第二反應區空速進行降低[4]。并在提升管反應器的出口，利用兩組粗旋風分離器和四組PLY型單級旋風分離器組成對口軟連接結構。

（2）沉降器。在沉降器之前的兩組粗旋風分離器料腿催化劑的出口處，添加兩個再生催化劑溢流斗。其中一個是被用來作為循環再生催化劑抽出斗，從這里把第二反應區需要進行補充的催化劑抽出，然后再經過再生催化劑外循環管以及循環再生塞閥，就進入到了第二反應區，需要在催化劑抽出斗中設置一個流化蒸汽環；另外一個溢流斗的布置呈對稱性，以起到平衡的作用。最后還要添加設置再生催化劑的外循環管；擴大沉降器汽提段的直徑到3 200 mm，并采用新型高效汽提擋板；把沉降器的高度增加 4.4 m，并把之前的內集氣室更改成為外集氣室。

（3）再生反應器。把再生反應器之中的一、二級旋風分離器更換成為六組PLY型旋風分離器，這樣就可以對催化劑的消耗進一步進行降低，并在第二再生反應器中添加內取熱管[5]。

4 改造后裝置的運行指標結論

經過改造，裝置正常運行一段時間之后，其標定處理量為126 kg/h，對其指標和改造前進行了一定的對比，其對比結果如下。其中原料和產物的分布情況如表1所示；改造前后操作條件的變化如表2所示。

表1 原料和產物的分布情況Table 1 Distribution of raw materials and products

表2 改造前后操作條件的變化Table 2 Change of operation conditions before and after the transformation

5 改造前后產品的質量

改造前后所生產的汽油質量如表3三所示。相比改造之前生產汽油質量有了明顯的改善，烯烴質量分數得到了明顯的下降，從之前的42.1%降低到了 31.6%；汽油辛烷值卻從之前的 90.5提升到了92.5；芳烴的質量分數也從之前的 12.2%提高到了20.7%。改造之后，所生產的汽油烯烴質量分數得到了明顯的降低，但是辛烷值卻上升了，這是因為MIP-CGP技術在專用催化劑的作用下，所產生的異構化效果比較強，所以會在對烯烴質量分數進行降低的時候，而產生大量的異構烷烴、芳烴，這樣也就提高了辛烷值。另外汽油中所含硫的質量分數也得到了明顯的降低，所以說采用 MIP-CGP技術不但可以對烯烴進行有效的降低，還可以起到一定的脫硫作用[6]。在催化裂化裝置中采用MIP-CGP技術不只可以改善汽油的質量，其所生產的柴油，質量也會受到一定的影響。其中所生產柴油的密度可達到934.4 g/cm3，柴油的十六烷指指數也進行一定的降低，這種結果的產生原因是因為MIP-CGP技術的反應深度比通常所采用的技術大，所以會直接影響柴油之中芳烴的質量分數，造成芳烴質量分數的升高。

6 結 語

經過以上分析比較，在催化裂化裝置改造中應用MIP-CGP技術，具有以下作用：（1）經過改造后，會增加第二反應區的催化劑藏量，汽油的烯烴質量分數會得到明顯的下降，同時會提升芳烴的質量分數，但是焦炭的產率會有所上升。（2）經過改造之后，對于汽油還具有一定的脫硫作用，但是柴油的質量會有所下降。（3）MIP-CGP技術對傳統的催化裂化技術氫轉移反應的限制進行了突破，其裂化反應、氫轉移反應都可以通過調整第一反應區以及第二反應區反應進行控制，還可通過專用催化劑進行調控，其所產生的經濟利益也有所上升，所以MIP-CGP技術可以在清潔汽油的生產中得到廣泛應用[7]。

表3 改造前后生產汽油質量分數Table 3 The quality indexes of gasoline before and after transformation

［1］畢建國.應用 MIP-CGP工藝改造催化裂化裝置[J].河北工業科技，2007,24(4):229-233.

［2］戴寶華，施俊林，許友好，劉憲龍.增產丙烯和生產清潔汽油組分技術的工業試驗[J].石油化工，2006,35(7):663-669 .

［3］楊健，謝曉東，蔡智.增產丙烯、多產異構化烷烴的清潔汽油生產技術(MIP-CGP)在催化裂化裝置上的應用[J].中外能源，2006,11(3):53-60.

［4］王梅正，劉迎春.重油催化裂化裝置 MIP-CGP技術改造[J].石化技術與應用，2007,25(6):515-519.

［5］隋昊.清潔汽油加工技術與生產方案的研究(碩士學位論文)[D].天津大學，化學工程專業，2006．

［6］孫國宏.多產異構烷烴催化裂化工藝影響因素分析[J].化學工程師，2009,23(5):1164-1167．

［7］孫昱東.韓忠祥.催化裂化生產清潔汽油技術[J].當代化工，2008(4):158-162．