利用催化裂化裝置增產汽油的工業應用

宋 陽，王 義，李曉光，侯明波，宮繼業，張久峰

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利用催化裂化裝置增產汽油的工業應用

宋 陽1，2，王 義2，李曉光2，侯明波2，宮繼業2，張久峰2

（1. 遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油撫順石化公司石油二廠，遼寧 撫順 113004）

介紹了增產汽油方案在撫順石化公司蠟油催化裂化裝置上的應用情況。工業試驗結果表明，在不更換催化劑的條件下，通過調整反應-再生系統、分餾系統操作參數，汽油產率提高了1.69百分點，汽柴質量比增加0.24。采用增產汽油方案后，適應了市場需要，改善了產品分布，對催化裂化產品無不良影響。確保了企業經濟效益。

催化裂化；汽油；工業試驗

隨著國民經濟的發展，人們經濟收入日益提高。家用小汽車涌入人們生活帶動了國內車用汽油消費的快速增長。生產實踐表明，催化裂化是煉廠重要的重質油二次加工手段，國內成品汽油主要來源于煉油廠催化裂化裝置。因此，利用催化裂化裝置來提高成品汽油產量，能有效地適應汽油市場供需[1-5]。

通過調整反應－再生系統操作條件，分餾系統提高粗汽油干點、拓寬汽油餾程的措施增加汽油產率，在撫順石化公司1.2 Mt/a催化裂化裝置取得了較好的效果。

1 工業試驗

1.1 裝置概述和生產流程

撫順石化公司蠟油催化裂化裝置在1987年建成投產，現加工能力為1.2 Mt/a，裝置主要由反應－再生、分餾、吸收－穩定和精制系統組成。催化裝置以蒸餾裝置出產的減壓蠟油、焦化裝置出產的焦化蠟油和酮苯脫蠟裝置副產的蠟下油為主要原料，為了滿足裝置反應-再生系統的熱平衡需要摻入較少的蒸餾裝置出產的減壓渣油。該裝置于2008年進行了外取熱、余熱爐蒸發段、分餾塔塔底油漿蒸汽發生器和解吸塔底熱源的改造，同時對原料油、油漿噴嘴進行了更換。

混合蠟油（減壓蠟油和焦化蠟油）經換熱器與分餾塔底油漿預熱后，經CS-Ⅱ噴嘴霧化后進入提升管反應器。反應后油氣與待生劑（結焦失活的催化劑）在旋風分離器中分離，油氣進入分餾塔下部，產出富氣（C1～C4）、汽油和柴油。富氣和汽油進入吸收－穩定系統，產出液態烴和穩定汽油。待生劑經蒸汽汽提出油氣后進入再生器。

1.2 混合原料油性質

增產汽油前后均以蒸餾裝置出產的減壓蠟油、焦化裝置出產的焦化蠟油和酮苯裝置副產的蠟下油為主要原料。增產汽油前后，原料油的餾程、密度、殘炭凝點、總硫含量等性質基本不變，說明此工業試驗結果具有可比性。

1.3 增產汽油的措施

1.3.1 反應－再生系統

裝置反應－再生系統增產汽油調整前后主要操作數據詳見表1。由表1可知，催化裂化裝置原料油預熱溫度由190 ℃上升到200 ℃；提升管出口溫度由502 ℃上升到515 ℃；催化裂化反應屬于分解反應和吸熱反應，因此，提高原料預熱溫度和反應溫度有利于提高反應速率常數，促進化學平衡向有利于增加汽油產率的方向移動。劑油質量比由3.5上升到4.0，使單位質量重質原料油瞬間接觸更多的催化劑活性中心，有利于降低裂化反應活化能，增加汽油產率。反應時間由3.3 s上升到3.8 s，能進一步促進中間產品柴油繼續裂化成汽油和液態烴，從而增加汽油產率。

表1 反應-再生系統操作參數

1.3.2 分餾系統

分餾系統增產汽油前后主要操作數據詳見表2。由表2可知，分餾塔塔頂冷回流量由20 t/h下降到18 t/h，塔頂循環回流量由340 t/h下降到320 t/h，從而減少了分餾塔塔頂取熱量。因此，分餾塔頂溫由108 ℃上升到119 ℃。通過提高分餾塔一中段回流的抽出、返塔溫度和塔底液相溫度，使整個分餾塔熱量上移。根據國V汽油質量標準要求，汽油干點＜205 ℃，將汽油餾程拓寬來提高其收率。

表2 分餾系統操作參數

1.3.3 平衡催化劑性質

采用增產汽油方案前后，催化劑仍為LBO-16催化劑。為了提高反再系統內催化劑整體活性，增加了新鮮催化劑的補充量和置換頻率。平衡催化劑活性由60提高到66，在一定范圍內，催化劑活性的增加有利于提高原料油的轉化率和汽油辛烷值。如果催化劑活性過高，汽油產率將減少，液態烴產率增加，造成過度的裂化反應[2]。

2 結果與討論

2.1 對產品收率的影響

催化裂化裝置產品收率數據增產汽油前后詳見表3。

表3 產品收率對比

由表3數據可知，采用增產汽油措施后，汽油產率由46.15%上升到47.84%，提高了1.69個百分點；液態烴收率由13.24%上升到14.36%，提高了1.12個百分點；柴油產率由30.09%下降到27.03%，降低了3.06個百分點；原因是催化反應屬于平行順序反應的一種，大分子的重質原料油需要經過多次裂化反應才能生成柴油、汽油、液態烴、干氣等產品。催化柴油是反應的中間產物之一，可以繼續裂解成為汽油和氣體，在提高反應溫度的條件下，可以促進柴油繼續裂化反應。干氣由2.86%上升到3.38%，提高了0.52個百分點；原因是干氣組分主要是熱裂化產物，在反應過程中，催化裂化反應和熱裂化反應是同時進行的，催化裂化是正碳離子參與的反應，應活化能是42~125 kJ/mol，熱裂化是自由基參與的反應，活化能為210~293 kJ/mol。由于熱裂化反應的活化能高于催化裂化反應，根據化學反應速率常數與活化能之間的關系式，提高反應溫度，熱裂化反應提高的速率比催化裂化更快。焦炭由7.16%下降到6.89%，降低了0.27個百分點；原因是提高反應溫度，加快了催化裂化等反應速率，減少了縮合生焦反應，可以小幅度減低焦炭產率。輕質油(汽油和柴油)產率由76.27%下降到74.87%，降低了1.4個百分點；原因是反應溫度的提高促進了作為中間產物的汽油和柴油的進一步分解反應，生成小分子的液態烴。總液收（液態烴、汽油和柴油）由89.48%下降到89.23%，降低了0.25個百分點。原因是反應溫度提高同時加快了催化裂化和熱裂化反應速率，熱裂化反應增加速率更快，部分輕油產物繼續反應生成干氣造成液相收率降低。汽柴比由1.53上升到1.77。說明采用增產汽油措施后，改善了催化裂化裝置的產品分布[6-11]。

屈哨兵：其實就本意來說，我不太認同把教育簡化為“五星教育”，也不認同簡單地把好教育的五大內涵簡稱為“五好教育”。因為，往往所有的簡稱都不能很好地體現出這個概念在實踐當中的延展和豐富性。

2.2 對產品性質的影響

2.2.1 對汽油性質的影響

增產汽油操作前后催化汽油性質詳見表4。由表4中數據可知，采用增產汽油方案后，汽油誘導期由532 min下降到511 min，降低了21 min；誘導期的縮短說明汽油中二烯烴含量增加，使汽油安定性降低，不利于汽油的儲運。可以在后續脫硫工藝中進行二烯烴飽和來提高誘導期。原因是反應溫度提高，氫轉移和異構化等反應是二次反應，需等催化裂化反應進行到一定程度時才逐步發生，而且比裂化反應速度慢。汽油中烯烴由41.7%上升到42.8%，汽油中烯烴含量增加致使汽油辛烷值RON由88.8提高到89.3。分子量相近的烴類，其辛烷值烷烴＜烯烴。汽油干點由185 ℃上升到196 ℃，原因是為了增產汽油，表2中分餾塔頂溫度由108 ℃提高到119 ℃，拓寬了汽油流程。

表4 汽油性質

2.2.2 對柴油性質的影響

增產汽油操作前后催化裂化柴油性質詳見表5。由表5中數據可知，柴油的十六烷值略有下降，由34.2下降到33.9，原因是反應溫度升高，柴油中烯烴的含量上升，而且烯烴的十六烷值低于烷烴。

表5 柴油性質

2.2.3 對液態烴組成的影響

采用增產汽油生產方案后，液態烴中丙烯、丁烯含量上升。原因是C3、C4烯烴來自催化裂化正碳離子反應，正碳離子分解時不能產生比C3、C4更小的正碳離子。當反應溫度升高時，有助于提高分解反應速率[3]。

2.2.4 對干氣組成的影響

隨著反應溫度升高，干氣組成幾乎無變化，干氣產率顯著增加，干氣大部分是熱裂化反應的產物。原因是反應溫度的提高，熱裂化反應速率比催化裂化反應速率提高的更快。

2.3 產品經濟效益

根據2016年6月末石油產品出廠價格，汽油3386元/t、柴油2 954元/t，液態烴2 317元/t、干氣2427元/t，1.2 Mt/a催化裝置增產汽油后，產品年經濟效益分別為汽油：6 867萬元；柴油：-10 847萬元；液態烴：3 114萬元；干氣：1 514萬元。在1.2Mt/a催化裂化裝置產品經濟效益約為648萬元/年。

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結 論

通過調整反-再系統、分餾系統操作，改善裝置產品分布，汽油產率提高了1.69個，汽柴質量比增加0.24；對液態烴、干氣等產品質量無不良影響。采用增產汽油方案后催化裂化裝置年增加產品經濟效益約648萬元。

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綜上所述，在失代償期肝硬化合并SBP患者的臨床治療過程應充分了解其發病易感因素及預后因素，依據患者臨床癥狀及實驗室檢查動態變化綜合判斷病情，積極預防、及早制訂有效的治療方案，減少相關并發癥發生，從而提高患者生存率。

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Commercial Application of Increasing Gasoline Production Technology in FCC Unit

1,2，2，2，2,2,2

（1. Liaoning SHIHUA University，Liaoning Fushun 113001，China；2. The No. 2 Refinery of Fushun Petrochemical Company，Liaoning Fushun 113004，China）

Commercial application of increasing gasoline production technology was described in FCC unit of Fushun Petrochemical Company. The operation results showed that, after performance parameter of reaction-regeneration system and fractionating system was adjusted and catalyst was not changed, the gasoline output was increased by 1.69% and the mass ratio of gasoline to diesel oil was enhanced 0.24. In order to meet market, the product distribution of RFCC unit was improved after increasing gasoline production. And what is more, the technology had no harmful effect on the product quality so that the economic efficiency was ensured.

FCC; gasoline; commercial application

TE 624

A

1671-0460（2016）09-2189-03

2016-06-20

宋陽（1971-），男，遼寧人，工程師，在讀碩士，現任撫順石化公司石油二廠生產廠長，從事石油化工生產、技術項目和規劃管理工作。E-mail：sy-ye@petrochina.com.cn。