延遲焦化過程摻煉催化裂化油漿進料方式的影響

鄧詩鉛，王慶波，徐占武，王洪彬，黃新龍

(1.中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086；2.中國石化煉化工程(集團)股份有限公司洛陽技術研發中心)

延遲焦化過程摻煉催化裂化油漿進料方式的影響

鄧詩鉛1，王慶波1，徐占武1，王洪彬2，黃新龍2

(1.中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086；2.中國石化煉化工程(集團)股份有限公司洛陽技術研發中心)

在延遲焦化中型裝置上，采用相同的原料，在焦炭塔塔頂操作壓力、加熱爐注汽量、循環比等工藝條件基本相同的情況下，對催化裂化油漿直接摻煉到減壓渣油中(常規工藝)與催化裂化油漿和減壓渣油分別加熱后再混合(新工藝)兩種進料方式進行試驗研究，對兩種進料方式下的產品分布及產品性質進行對比。結果表明：與常規工藝相比，新工藝可提高焦炭塔內重油的反應深度，具有提高液體產品收率及降低焦炭產率的技術優勢；采用新工藝時氣體產率增加了0.16百分點，汽油餾分和柴油餾分收率分別增加了0.23和0.56百分點，焦化蠟油收率降低了0.35百分點，焦炭產率降低了0.64百分點，從而使輕油收率增加了0.79百分點，液體產品收率增加了0.44百分點；在產品性質方面，氣體、汽油餾分、柴油餾分和焦炭的性質變化不大，而焦化蠟油的性質則有所改善。

催化裂化油漿 延遲焦化 摻煉 熱裂化反應

據統計，催化裂化裝置的油漿產量一般為其處理量的3%～10%[1]。在處理油漿方面，大部分煉油廠選擇將催化裂化油漿與減壓渣油混合后去延遲焦化裝置加工的途徑，盡管也存在諸多問題，但仍不失為目前較為理想并有一定經濟效益的利用途徑[2-4]。

常規的延遲焦化工藝摻煉催化裂化油漿是將油漿直接與減壓渣油混合。但與減壓渣油相比，油漿的黏度、殘炭、飽和烴含量、膠質含量、瀝青質含量低，而密度、硫含量、芳烴含量、灰分高，若油漿直接作為焦化原料，會引起換熱器結垢、泵體葉輪和閥門磨損等問題[2-4]，為了避免這些問題，可采取使用專用加熱爐先加熱催化裂化油漿，然后再與減壓渣油混合的技術措施。催化裂化油漿富含三環芳烴和四環芳烴，在高溫下不易縮合[5-6]，因此可采用更高的爐出口溫度，為進入焦炭塔內的重油提供更多的反應熱，以提高入塔重油的反應深度。

隨著中海油惠州石化有限公司二期工程的投產，每年將面臨約200 kt催化裂化油漿的處理問題，根據目前全廠的總加工流程規劃，產出的油漿去一期工程4.2 Mt/a延遲焦化裝置進行加工。為了使延遲焦化裝置更好地加工催化裂化油漿，以提高經濟效益，本課題在延遲焦化中型裝置上，采用相同的原料，在焦炭塔塔頂操作壓力、加熱爐注汽量、循環比等工藝條件基本相同的情況下，對催化裂化油漿直接摻煉到減壓渣油中(常規工藝)與催化裂化油漿和減壓渣油分別加熱后再混合(新工藝)兩種進料方式進行試驗研究，對兩種進料方式下的產品分布和產品性質進行對比。

1 實 驗

1.1 試驗原料

減壓渣油和催化裂化油漿的主要性質見表1。

表1 減壓渣油和催化裂化油漿的主要性質

1.2試驗裝置及工藝流程

試驗是在多功能延遲焦化中型試驗裝置上進行的，可實現焦化循環油的在線循環操作。該套裝置的進料量為3.5～6.0 kg/h，進料時間為15～24 h，由DCS控制，溫度、壓力、流量以及循環比等工藝參數控制平穩，開停工簡單、安全，操作方便，爐管不易結焦，焦炭塔除焦省力，物料平衡核算中的損失在0.7%以下[7-8]。

常規工藝和新工藝的中型試驗裝置流程示意分別見圖1和圖2。

圖1 常規工藝的中型試驗裝置流程示意

圖2 新工藝的中型試驗裝置流程示意

1.3 試驗方法

常規工藝的試驗方法為：將減壓渣油和催化裂化油漿分別加熱到120 ℃和80 ℃，分別由渣油泵和油漿泵抽出，經計量后與來自分餾塔塔底的經計量的循環油和一定比例的高溫蒸汽混合，然后直接進入渣油加熱爐加熱，控制加熱爐出口的油氣溫度為500 ℃，高溫重油經轉油線從焦化塔的底部入塔進行深度的熱裂化反應，該過程中焦化塔頂部維持一定的壓力；來自焦化塔塔頂的油氣產物進入分餾塔進行在線分餾，控制分餾塔塔頂出塔的油氣溫度，經在線切割得到的循環油由分餾塔塔底泵加壓、計量后與新鮮進料混合；而來自分餾塔塔頂的油氣經冷凝冷卻后去生成油接收罐進行氣液分離，不凝氣經冷阱深冷后計量、分析其組成后去火炬系統。生成油稱重后在實沸點蒸餾裝置上切割得到汽油餾分、柴油餾分和焦化蠟油。試驗結束后對焦化塔進行急冷、稱重、除焦。

新工藝的試驗方法為：加熱到80 ℃的催化裂化油漿經油漿泵抽出，經計量后與一定比例的高溫蒸汽混合并直接進入油漿專用加熱爐加熱，控制油漿加熱爐出口的油氣溫度為550 ℃；加熱到120 ℃的減壓渣油經渣油泵抽出，計量后與來自分餾塔底的經計量的循環油和與一定比例的高溫蒸汽混合，然后進入減壓渣油專用加熱爐加熱到500 ℃；將上述兩股高溫物料混合后(約503 ℃)，經轉油線從焦化塔的底部入塔進行深度的熱裂化反應。其它過程同上述常規工藝的試驗方法。

1.4 試驗條件

常規工藝與新工藝的試驗條件見表2。從表2可以看出，在進料量、油漿摻兌量、焦炭塔塔頂壓力、注汽量以及循環比基本一致的條件下，與常規工藝相比，新工藝可使進入焦炭塔內的重油溫度提高3 ℃，從而使焦炭塔的出塔油氣溫度提高了約3 ℃，這會提高重油在焦炭塔內的反應深度。

表2 延遲焦化試驗工藝條件

2 結果與討論

2.1 產品分布

常規工藝與新工藝的產品分布見表3。從表3可以看出，與常規工藝相比，新工藝的產物中氣體產率提高了0.16百分點，汽油餾分和柴油餾分收率分別提高了0.23和0.56百分點，而焦化蠟油收率降低了0.35百分點，焦炭產率降低了0.64百分點，這使得輕油收率增加了0.79百分點，液體產品收率增加了0.44百分點。說明新工藝可提高焦炭塔內重油的熱裂化反應深度，具有提高液體產品收率及降低焦炭產率的技術優勢。

表3 常規工藝與新工藝的產品分布 w，%

2.2 氣體產物組成

常規工藝與新工藝的氣體產物組成見表4。從表4可以看出，兩種工藝的氣體產物組成基本一致。

表4 常規工藝與新工藝的氣體產物組成 w，%

2.3 液體產品性質

常規工藝與新工藝的液體產品汽油餾分、柴油餾分和焦化蠟油的主要性質分別見表5～表7。從表5～表7可以看出，與常規工藝相比，新工藝所產汽油餾分、柴油餾分的性質變化不大，不會對產品的后續加工工藝產生影響，而焦化蠟油性質還有所改善，其主要原因在于提高反應溫度后，催化裂化油漿的反應深度增大，從而提高了蠟油的裂解深度。

表5 常規工藝與新工藝的汽油餾分性質

表6 常規工藝與新工藝的柴油餾分性質

表7 常規工藝與新工藝的焦化蠟油性質

2.4焦炭性質

常規工藝與新工藝所產焦炭的性質見表8。由表8可以看出，兩種工藝所產焦炭的硫質量分數均小于1.0%、灰分質量分數均小于0.5%，均符合石油焦2A級標準[9]。

表8 常規工藝與新工藝的焦炭性質

3 結 論

(1)采用催化裂化油漿和減壓渣油先分別加熱再混合后去焦炭塔進行反應的新工藝，可提高焦炭塔內重油的反應深度，具有提高液體產品收率及降低焦炭產率的技術優勢。

(2)與常規工藝相比，采用新工藝時氣體產率增加了0.16百分點，汽油餾分和柴油餾分收率分別增加了0.23和0.56百分點，焦化蠟油收率降低了0.35百分點，焦炭產率降低了0.64百分點，從而使輕油收率增加了0.79百分點，液體產品收率增加了0.44百分點。

(3)與常規工藝相比，新工藝產物中氣體、汽油餾分、柴油餾分、焦炭性質均變化不大，不會對產品的后續加工過程產生影響，而焦化蠟油性質則有所改善，焦炭均符合石油焦2A級標準。

[1] 馬文斌.FCC油漿組成結構特征對延遲焦化及后續加工的影響[J].煉油技術與工程，2014，44(1)：7-11

[2] 龔朝兵，花飛，徐振領，等.延遲焦化裝置摻煉催化裂化油漿的影響分析與長周期運行探討[J].中外能源，2016，21(1)：74-79

[3] 嚴宇翔.原料劣質化對延遲焦化裝置生產的影響[J].煉油技術與工程，2016，46(4)：22-26

[4] 顏峰，謝崇亮，董罡，等.延遲焦化裝置摻煉催化裂化油漿的影響及優化設計[J].石油煉制與化工，2014，45(8)：49-53

[5] 代長江.塔河重質常壓渣油延遲焦化工藝的優化[J].煉油技術與工程，2008，38(5)：18-21

[6] 趙日峰.延遲焦化深度裂解技術研究與工業應用[J].石油煉制與化工，2012，43(5)：24-28

[7] 黃新龍，王洪彬，亞飛，等.在線循環延遲焦化實驗裝置的建設及其應用[J].石油化工設計，2014，31(3)：1-3

[8] 王洪彬，韓海波，江莉，等.循環比塔河常壓渣油延遲焦化工藝過程的影響[J].石油煉制與化工，2016，47(1)：58-61

[9] 瞿國華.延遲焦化工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2008：229

INFLUENCEOFFEEDINGMODEOFBLENDEDFCCSLURRYONDELAYEDCOKINGPROCESSWTBZ

Deng Shiqian1, Wang Qingbo1, Xu Zhanwu1, Wang Hongbin2, Huang Xinlong2

(1.CNOOCHuizhouPetrochemicalsCompanyLimited,Huizhou,Guangdong516086; 2.LuoyangR&DCenterofEngineeringandTechnologyofSINOPECEngineering(Group)Co.Ltd.)

Under the same reaction conditions in feed, pressure on the top of coking tower, steam injection and recycle ratio, the influence of two feeding modes for vacuum pressure residue and FCC slurry as coking feeds on product properties and distributions of delayed coking was compared: (i) mixing the two feeds, heating and then entering into the coking tower(original way); (ii) heating the two materials respectively, mixing and then feeding into the coking tower (new method). The results indicated that the new feeding method can improve the liquid product yield and reduce the coke make due to the higher inlet temperature of coking tower. The yields of gas, gasoline and diesel fractions increase 0.16, 0.23 and 0.56 percentage points, respectively; while the yields of wax oil and coke decrease by 0.35 and 0.64 percentage points, respectively, leading more light oil and liquid product ( 0.79 and 0.44 percentage points，respectively). The properties of gas, gasoline, diesel distillate and coke have little change, and the properties of wax oil are improved.

FCC slurry；delayed coking；blending；thermal cracking reaction

2017-06-05；修改稿收到日期2017-07-12。

鄧詩鉛，碩士，工程師，從事科研開發和科技管理工作。

鄧詩鉛，E-mail：dengshq@cnooc.com.cn。