循環(huán)比對塔河常壓渣油延遲焦化工藝過程的影響

王洪彬，韓海波，江 莉，黃新龍

(中國石化煉化工程(集團)股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心，河南 洛陽 471003)

循環(huán)比對塔河常壓渣油延遲焦化工藝過程的影響

王洪彬，韓海波，江 莉，黃新龍

(中國石化煉化工程(集團)股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心，河南 洛陽 471003)

以塔河常壓渣油為原料，在中國石化煉化工程(集團)股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心開發(fā)的在線循環(huán)延遲焦化中型試驗裝置上考察了循環(huán)比對其產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：當循環(huán)比由0.92降低到0.39時，氣體和焦炭的產(chǎn)率分別降低了1.71和2.57百分點，而液體產(chǎn)品的收率則增加了4.17百分點，液體產(chǎn)品收率的增加主要表現(xiàn)在焦化蠟油收率增加了8.97百分點；降低循環(huán)比后焦化蠟油的性質(zhì)變差，密度(20 ℃)由918.0 kgcm3上升到938.3 kgcm3，殘?zhí)坑?.03%增加到0.25%，95%餾出溫度由390 ℃提高到463 ℃，盡管這會增加其加氫精制的難度，但仍可作為加氫處理工藝的摻兌原料。

塔河常壓渣油 延遲焦化 循環(huán)比 液體收率 焦化蠟油

塔河原油的密度大、殘?zhí)扛摺r青質(zhì)及重金屬含量高[1-4]，屬于重質(zhì)原油，而在實際的加工過程中，即使常壓渣油(簡稱常渣)作為焦化裝置的進料，為了延長裝置的運行周期也采用了大循環(huán)比操作[5-6]，但造成液體收率較低、加工能耗較高、經(jīng)濟效益較差等問題。

為了優(yōu)化延遲焦化裝置的生產(chǎn)，技術(shù)人員從原料控制、循環(huán)比優(yōu)化、工藝參數(shù)調(diào)整等方面提出了技術(shù)解決方案，如翟志清等[7]通過原料性質(zhì)優(yōu)化、原料熱穩(wěn)定性改善以及裝置各單元的優(yōu)化操作實現(xiàn)了焦化裝置摻煉塔河減壓渣油(簡稱減渣)的長周期運行；宋安太[8]通過原料預處理及開工階段和正常操作階段的參數(shù)優(yōu)化確保了裝置的長周期運行；代長江[5]通過優(yōu)化改造裝置的工藝流程和設(shè)備使循環(huán)比由設(shè)計值的1.0降到了0.8，并取得了良好的改造效果。

以下重點介紹塔河常渣作為延遲焦化裝置的進料，重要的操作參數(shù)之一循環(huán)比對其產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)的影響。

1 實 驗

1.1 試驗裝置

試驗是在中國石化煉化工程(集團)股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心開發(fā)的在線循環(huán)延遲焦化中型試驗裝置上進行的，其模擬工藝流程示意見圖1。

圖1 在線循環(huán)延遲焦化工藝中型試驗裝置流程示意

1.2 試驗原料

塔河常渣的主要性質(zhì)見表1。從表1可以看出，塔河常渣的密度(20 ℃)高達1.004 gcm3，殘?zhí)扛哌_19.2%，C7不溶物(瀝青質(zhì))質(zhì)量分數(shù)高達17.15%，重金屬Ni+V質(zhì)量分數(shù)高達258.1 μg/g。該物料性質(zhì)很差，不宜采用固定床加氫處理技術(shù)來加工[9]。而作為延遲焦化裝置的原料，為了防止爐管結(jié)焦，延長運行周期，也應采取較高的循環(huán)比操作。

表1 塔河常渣的主要性質(zhì)

2 結(jié)果與討論

2.1 循環(huán)比對產(chǎn)品分布的影響

以塔河常渣為原料，在進料量為3.645～3.672 kg/h、注汽量為1.60%～1.65%、加熱爐出口溫度為495 ℃、焦炭塔塔頂操作壓力為0.17 MPa、出塔油氣溫度為436～439 ℃以及充焦16 h的條件下，循環(huán)比由0.92降低到0.39的焦化產(chǎn)品分布見表2。由表2可見：隨著循環(huán)比的降低，其液體收率逐漸增加，輕油收率逐漸降低，氣體和焦炭產(chǎn)率也同步減少；當循環(huán)比由0.92降至0.39時，氣體和焦炭產(chǎn)率分別降低1.71和2.57百分點，輕油收率減少了4.80百分點，而液體收率則增加4.17百分點，液體產(chǎn)品產(chǎn)率的增加主要表現(xiàn)在焦化蠟油產(chǎn)率的增加上，增加了8.97百分點。

表2 操作條件和產(chǎn)品分布對比

注： 輕油收率=汽油收率+柴油收率；液體收率=汽油收率+柴油收率+蠟油收率。

綜上所述，適宜條件下降低塔河常渣的焦化循環(huán)比對于增加裝置液體收率可以產(chǎn)生明顯的效果。

2.2 循環(huán)比對焦化蠟油性質(zhì)的影響

循環(huán)比對焦化蠟油性質(zhì)的影響見表3。由表3可見：焦化蠟油性質(zhì)隨著循環(huán)比的降低逐漸變差。主要表現(xiàn)在密度(20 ℃)升高，由918.0 kgm3升至938.3 kgm3；殘?zhí)吭黾樱?.03%增至0.25%；C7不溶物略有增加；其95%餾出溫度升高，由390 ℃升至463 ℃。這對焦化蠟油的后續(xù)加工增加了難度。

2.3 循環(huán)比對循環(huán)油性質(zhì)的影響

表4列出了循環(huán)比對循環(huán)油性質(zhì)的影響。由表4可知：循環(huán)比對循環(huán)油的性質(zhì)影響較大，主要表現(xiàn)在殘?zhí)吭黾虞^大，由2.95%增加到5.67%；對C7不溶物的影響也較明顯，由0.041%增至0.130%。

表3 循環(huán)比對焦化蠟油性質(zhì)的影響

因此，在降低循環(huán)比的過程中需要采取措施控制好加熱爐管的生焦，以使裝置長周期運行。

2.4 循環(huán)比對汽油、柴油和焦炭性質(zhì)的影響

汽油和柴油的性質(zhì)變化列于表5。由表5可見，循環(huán)比降低對汽油和柴油的性質(zhì)影響較小，兩個餾分的密度、硫含量及餾程變化均不大。

表4 循環(huán)比對循環(huán)油性質(zhì)的影響

表5 輕油產(chǎn)品主要性質(zhì)

表6列出了焦炭的性質(zhì)。由表6可知，焦炭的性質(zhì)隨著循環(huán)比的降低變化較小，灰分略有增加，由0.40%增至0.45%。

表6 焦炭的性質(zhì)

3 結(jié) 論

(1) 降低循環(huán)比有利于提高塔河常渣延遲焦化反應的液體收率，同時對產(chǎn)品分布也產(chǎn)生了較大影響。

(2) 試驗結(jié)果表明，當循環(huán)比由0.92降至0.39時，塔河常渣的焦化液體收率增加4.17百分點，主要表現(xiàn)在焦化蠟油產(chǎn)率的增加上，增加了8.97百分點，同時，氣體、汽油、柴油以及焦炭的產(chǎn)率降低，分別降低1.71，2.14，2.66，2.57百分點。

(3) 隨著循環(huán)比的降低，汽油、柴油餾分及焦炭的性質(zhì)變化較小，焦化蠟油的性質(zhì)則變差，盡管這會增加其加氫精制的難度，但仍可作為加氫處理工藝的摻兌原料；同時，循環(huán)油性質(zhì)變差增加了加熱爐結(jié)焦的風險，需要采取適當?shù)拇胧┘右詰獙Γ岳谘b置的長周期運轉(zhuǎn)。

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INFLUENCE OF RECYCLE RATIO ON DELAYED COKING OF TAHE ATMOSPHERIC RESIDUE

Wang Hongbin， Han Haibo， Jiang Li， Huang Xinlong

(LuoyangR&DCenterofEngineeringandTechnologyofSINOPECEngineering(Group)Co.Ltd.Luoyang，Henan471003)

The influence of recycle ratio on product distribution and properties of delayed coking process of Tahe atmospheric residue (Tahe AR) was studied in a pilot plant designed by R&D Center of Engineering and Technology of SINOPEC Engineering (Group) Co.Ltd. The results show that when the recycle ratio decreases from 0.92 to 0.39， the yields of gas and coke reduced by 1.71 and 2.57 percent points， however the yield of liquid product increases by 4.17 percent points that benefit from the yield of coker gas oil (CGO) which increases 8.97 percent points. The reduction of the recycle ratio results in poor quality of CGO. Its density increases from 0.918 0 g/cm3to 0.938 3 g/cm3， carbon residue enhances from 0.03% to 0.25%， and the distillation temperature of 95% increases from 390 ℃ to 463 ℃. The CGO can be used as a component of mixed feed for hydrotreating process， though the difficulty of hydrotreating is enhanced.

Tahe atmospheric residue； delayed coking； recycle ratio； liquid yield； coker gas oil

2015-06-18。

王洪彬，高級工程師，2002年畢業(yè)于中國石油大學(北京)化學工程專業(yè)，主要從事重油加工工藝研究工作。

王洪彬，E-mail：wanghb.lpec@sinopec.com。