LTAG技術在重油催化裂化裝置的工業應用

倪前銀，黃波林

(中國石化北京燕山分公司煉油事業部，北京 102500)

LTAG技術在重油催化裂化裝置的工業應用

倪前銀，黃波林

(中國石化北京燕山分公司煉油事業部，北京 102500)

催化裂化柴油(LCO)十六烷值低、芳烴含量高，性質較差。隨著柴油需求持續低迷，壓減LCO成為各煉油廠主要的攻關方向。LTAG技術是中國石化石油化工科學研究院近年開發的將催化裂化劣質柴油轉化為高辛烷值汽油或輕質芳烴的新技術。該技術利用加氫單元和催化裂化單元組合，將LCO餾分先加氫再進行催化裂化，通過設計加氫LCO轉化區同時優化匹配加氫和催化裂化的工藝參數等，實現最大化生產高辛烷值汽油。為壓減柴油產量、多產高辛烷值汽油組分，中國石化北京燕山分公司2.0 Mta重油催化裂化裝置采用LTAG技術進行改造，加氫單元利舊原潤滑油加氫處理裝置。LTAG技術投用后，汽油收率由43.2%提高到51.8%，柴油收率由20.5%降低至5.9%，液化氣收率由17.5%提高到21.5%，干氣收率上升0.9百分點，油漿收率增加1.5百分點，焦炭產率降低0.4百分點；汽油中苯質量分數由1.00%提高到1.65%，芳烴質量分數由34.11%提高至38.36%，研究法辛烷值提高2個單位；大幅度壓減了該公司的催化裂化柴油庫存，緩解了柴油出廠困難的問題。

LTAG技術 催化裂化 LCO 加氫 汽油收率 辛烷值

催化裂化柴油餾分(LCO)在我國仍是主要的柴油調合組分，約占柴油總量的25%[1]。LCO的十六烷值低(一般不大于30)、密度高、芳烴含量高(80%左右)、氧化安定性較差，必須通過加氫精制后才能進入柴油調合池[2]。隨著近年來柴油需求的持續降低，壓減催化裂化LCO產量、尋求LCO新出路成為各煉油廠的主要優化點[3]。LTAG(LCO To Aromatics and Gasoline)技術是中國石化石油化工科學研究院(簡稱石科院)近年開發的將催化裂化劣質柴油轉化為高辛烷值汽油或輕質芳烴的新技術[4-5]。該技術利用加氫單元和催化裂化單元組合，將LCO先加氫再進行催化裂化，通過設計加氫LCO轉化區、同時優化匹配加氫和催化裂化過程的工藝參數等，實現最大化生產高辛烷值汽油或輕質芳烴。在加氫處理單元通過對LCO中的芳烴進行定向加氫飽和，將LCO中雙環以上芳烴加氫飽和為單環芳烴或環烷烴；在催化裂化單元通過工藝參數等的優化，使加氫產物最大化進行開環裂化反應，最終實現LCO轉化為富含芳烴的高辛烷值汽油。

中國石化北京燕山分公司(簡稱燕山分公司)第三催化裂化裝置(簡稱三催化)由中國石化工程建設公司設計，加工能力為 2.0 Mta，采用高低并列式兩段再生技術，一段貧氧、二段富氧再生，于1998年6月建成投產。該裝置采用新鮮原料分層進料、終止劑技術、新型高效霧化噴嘴、提升管出口粗旋快分等一系列先進技術，煙機、主風機為分軸式機組布置，第三級旋風分離器前設高溫取熱爐，余熱鍋爐后設 EDV 濕法除塵脫硫塔，2005年進行了 MIP-CGP 改造。

燕山分公司的潤滑油加氫處理裝置采用石科院開發的 RLT 技術，設計以減二餾分油、減三餾分油和減四餾分油為原料，生產異構脫蠟單元的原料，設計操作壓力為 18.0 MPa，兩臺反應器的催化劑裝填體積分別為 87 m3(包括保護劑體積)和 139 m3，設計氫油體積比大于 1 060，設計最高操作溫度為 430 ℃。該裝置受原料及全廠氫氣平衡等因素的影響，運行一段時間后一直處于停工狀態。

為壓減催化裂化柴油產量、多產高辛烷值汽油組分，燕山分公司決定采用LTAG技術。在2016年7月大檢修期間，對三催化進行LTAG技術改造，在原料噴嘴下方2 000 mm處增設了LCO回煉專用噴嘴，并增設原料噴嘴前溫度指示點，同時完善相應的控制系統。加氫單元利舊原潤滑油加氫處理裝置，以LCO為原料，僅根據產品質量要求對操作條件進行了調整。開工當天，投用加氫LCO回煉流程。LTAG技術運行兩個月后，對加氫單元及催化裂化裝置進行聯合標定，并與投用LTAG技術前的標定數據進行對比。

1 原料性質

三催化的原料構成為常壓渣油、常壓蠟油及加氫蠟油，其中加氫蠟油比例約為50%。投用LTAG技術后，原料摻渣率較投用前提高了3.4百分點。投用LTAG技術前后三催化的新鮮進料性質見表1。由表1可知，投用LTAG技術后原料的密度略有提高，殘炭由2.41%上升至3.69%，硫質量分數由0.65%提高至0.85%，500 ℃餾出率降低3.7百分點，飽和烴含量相當，芳烴質量分數降低3.91百分點，膠質質量分數增加3.12百分點。整體來說，投用LTAG技術期間，催化裂化原料性質較差。

表1 投用LTAG技術前后原料的性質

2操作條件

投用LTAG技術期間三催化的新鮮進料量為180～230 th，加氫LCO回煉量為50～60 th(全回煉)。投用LTAG技術前后三催化的主要操作條件如表2所示。由表2可以看出，與投用LTAG技術前相比，投用LTAG技術后三催化的反應溫度有所提高，第一、二再生器密相溫度基本相當，新鮮原料油預熱溫度較高。LTAG技術運行期間，采用高活性、適宜反應溫度的操作模式；提升管第一反應區出口注急冷水；加氫LCO采取熱進料方式，溫度為170 ℃左右，控制噴嘴前壓力為0.7 MPa，以確保良好的霧化效果。

表2 投用LTAG技術前后三催化的主要操作條件

投用LTAG技術后加氫單元操作壓力從14.0 MPa逐步降低至12.0 MPa，氫油體積比為2 278，耗氫為14 000 m3h，化學耗氫為1.7%～2.2%。標定期間加氫單元的主要操作條件如表3所示。

表3 標定期間加氫單元的主要操作條件

3 平衡催化劑性質

投用LTAG技術前后三催化的平衡催化劑性質如表4所示。由表4可以看出：投用LTAG技術前后，平衡催化劑的比表面積相當，分別為92 m2g和95 m2g；活性分別為61%和64%；碳質量分數均低于0.05%；重金屬Ni質量分數分別為6 740 μgg 和7 540 μgg，V質量分數分別為6 210 μgg 和5 280 μgg。整體來看，投用LTAG技術前后平衡催化劑的性質相當。

表4 投用LTAG技術前后三催化的平衡催化劑性質

3 加氫單元運行結果

LCO加氫前后的烴族組成如表5所示。由表5可以看出，與LCO相比，加氫LCO的單環芳烴質量分數由14.3%提高至51.4%，雙環芳烴質量分數由54.2%降低至9.8%，三環芳烴質量分數由9.4%降低至0.5%，雙環以上芳烴質量分數僅為10.3%，多環芳烴飽和率在80%以上，單環芳烴選擇性達到60%以上。另外，LCO加氫后密度(20 ℃)由970 kgm3降低至910～920 kgm3。上述結果表明加氫單元操作條件合適，加氫深度適宜，加氫后LCO的裂化性能大幅度改善。

表5 LCO加氫前后的烴族組成 w，%

4 催化裂化單元運行結果

投用LTAG技術前后三催化的產品分布如表6所示。由表6可以看出，與投用LTAG技術前相比，投用LTAG技術后汽油收率由43.2%提高到51.8%，柴油收率由20.5%降低至5.9%，液化氣收率由17.5%提高到21.5%(為增產汽油，2016年9月底主催化劑中取消3%的擇形分子篩，對液化氣收率產生了一定的影響)，干氣產率提高0.9百分點，油漿產率提高1.5百分點，焦炭產率降低0.4百分點。

表6 投用LTAG技術前后三催化的產品分布 w,%

投用LTAG技術前后三催化的主要產品性質如表7所示。從表7可以看出：與投用LTAG技術前相比，投用LTAG技術后，穩定汽油中芳烴質量分數顯著升高，由34.11%提高至38.36%，苯質量分數由1.00%升高至1.65%，烯烴含量有所降低，密度增加，辛烷值顯著提高，RON由91提高至93；油漿密度(20 ℃)由1 076 kgm3降低至1 039 kgm3，說明投用LTAG技術后重油的裂化深度有所下降，反應深度偏低，可進一步提高反應苛刻度；液化氣中丙烯含量基本不變，異丁烷異丁烯體積比由4.65降低至3.79，說明投用LTAG技術后氫轉移反應有所增加。

表7 投用LTAG技術前后三催化的主要產品性質

5 結 論

燕山分公司投用LTAG技術后，三催化汽油收率由43.2%提高到51.8%，柴油收率由20.5%降低至5.9%，液化氣收率由17.5%提高到21.5%，干氣產率提高0.9百分點，油漿產率提高1.5百分點，焦炭產率降低0.4百分點；汽油中苯質量分數由1.00%提高到1.65%，芳烴質量分數由34.11%提高至38.36%，研究法辛烷值提高2個單位；大幅度壓減了該公司的催化裂化柴油庫存，緩解了柴油出廠困難的問題。

[1] 陳俊武，盧捍衛.催化裂化在煉油廠中的地位和作用展望[J].石油學報(石油加工)，2003，19(1)：1-11

[2] 陳水銀，胡志海，蔣東紅，等.提高催化裂化柴油十六烷值工藝開發[J].石化技術與應用，2003，21(3)：174-175

[3] 陶炎.成品油市場蛋糕是這樣做大的[J].中國石油和化工，2016(3)：50-51

[4] 龔劍洪，毛安國，劉曉欣，等.催化裂化輕循環油加氫-催化裂化組合生產高辛烷值汽油或輕質芳烴(LTAG)技術[J].石油煉制與化工，2016，47(7)：1-5

[5] 龔劍洪，龍軍，毛安國，等.LCO加氫-催化組合生產高辛烷值汽油或輕質芳烴技術(LTAG)的開發[J].石油學報(石油加工)，2016，32(5)：867-874

INDUSTRIALAPPLICATIONOFLTAGTECHNOLOGYINRFCC

Ni Qianyin， Huang Bolin

(RefineryDepartment，SINOPECYanshanPetrochemicalCo.，Beijing102500)

As demand for diesel continues to slump，the reduction of LCO becomes the major concern for oil refineries.LTAG(LCO To Aromatics and Gasoline)is the technology developed by RIPP to convert LCO into high octane gasoline or light aromatics，where the technical parameters of hydrogenation and catalytic cracking are comprehensive considered and optimized to maximize the production of high octane gasoline.To use LTAG technology，the 2.0 Mta RFCC unit of Yansan refinery was revamped，and the original lubricating oil hydrogenation device was used as LCO hydrotreating unit.As a result，the gasoline yield is increased from 43.2% to 51.8%，the yield of diesel oil is decreased from 20.5% to 5.9%，the LPG yield is increased from 17.5% to 21.5%，the yields of dry gas and slurry are increased by 0.9 and 1.5 percentage points，respectively，while the coke make is lowered by 0.4 percentage points.The mass content of the benzene in gasoline is raised from 1.00% to 1.65%，the mass content of the aromatics is increased to 38.36% from 34.11%.The RON is increased by 2 units.The adoption of LTAG greatly reduces the amount of LCO output for the refinery.

LTAG technology； FCC； LCO； hydrogenation； gasoline yield； RON

2017-05-02；修改稿收到日期2017-06-26。

倪前銀，碩士，工程師，從事催化裂化工藝技術管理工作。

倪前銀，E-mail：niqy.yssh@sinopec.com。