連續(xù)重整裝置原料優(yōu)化分析

鐘湘生

摘要： 介紹了國(guó)內(nèi)某煉廠180萬噸/年連續(xù)重整裝置通過對(duì)各分支進(jìn)料的初餾點(diǎn)、組成進(jìn)行優(yōu)化，在裝置負(fù)荷不變的情況下，提高重整裝置產(chǎn)品辛烷值的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 進(jìn)料初餾點(diǎn)調(diào)整;進(jìn)料組成調(diào)整;辛烷值

1 前言

國(guó)內(nèi)某煉廠180萬噸/年連續(xù)重整裝置采用UOP第三代連續(xù)重整技術(shù)，采用PS-VI催化劑，加工直餾石腦油、焦化石腦油、柴油加氫處理石腦油、柴油加氫裂化重石腦油。裝置運(yùn)行初期，存在重石初餾點(diǎn)偏高，直餾精制油初餾點(diǎn)偏低的問題。經(jīng)過對(duì)兩種進(jìn)料的組成進(jìn)行分析、模擬切割，發(fā)現(xiàn)加裂重石的輕組分更適宜進(jìn)入重整裝置。進(jìn)而為提高重整裝置和全廠產(chǎn)品辛烷值，對(duì)各分支進(jìn)料的初餾點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。

2重整原料分段切割PONA數(shù)據(jù)模擬分析

利用流程模擬軟件對(duì)預(yù)加氫精制油、加氫裂化石腦油中各餾分段的PONA組分進(jìn)行測(cè)算分析，為重整原料餾程范圍的優(yōu)化控制提供參考。模擬過程中按每10℃為一段進(jìn)行分段切割，對(duì)每個(gè)組分段的組成數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1預(yù)加氫精制油分段切割數(shù)據(jù)

模擬過程中按每10℃為一段進(jìn)行分段切割，對(duì)每個(gè)組分段的組成數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。切割后發(fā)現(xiàn)苯和苯的前驅(qū)物主要存在于70℃-80℃的餾分中，甲苯的前驅(qū)物主要存在于80℃-110℃的餾分中，二甲苯的前驅(qū)物主要存在于110℃-140℃的餾分中。

2.2預(yù)加氫精制油各組分段芳潛含量對(duì)比

將各組分段對(duì)應(yīng)的總芳潛、C6芳潛、C7芳潛及C8芳潛作圖如下所示，橫坐標(biāo)為每個(gè)組分段的中間切割點(diǎn)溫度：

小于70℃的組分段中：主要為C5及C6烷烴，C6環(huán)烷烴及芳烴含量在6%左右;

70℃-80℃的組分段中：芳潛51%左右，C6環(huán)烷烴及芳烴含量在55%左右，其余45%主要為C6烷烴;

80℃-90℃的組分段中：芳潛16%左右，C7烷烴占83%，C7環(huán)烷烴占11%，其余6%左右為C6環(huán)烷烴及芳烴;

90℃-100℃的組分段中：芳潛28%左右，C7烷烴占70%，其余30%為C7環(huán)烷烴及芳烴;

100℃-130℃三個(gè)組分段中：平均芳潛35%左右，主要為C8烷烴和環(huán)烷烴，C7芳烴占10%左右;

130℃-160℃三個(gè)組分段中：平均芳潛40%左右，其中150℃-160℃組分段芳潛達(dá)到86%，主要為C9烷烴、環(huán)烷烴及芳烴，C8芳烴占20%左右;

160℃-170℃的組分段中：芳潛13%左右，C10烷烴及環(huán)烷烴含量在87%左右，其余13%為C9芳烴;

大于170℃的組分段中：主要為C10及C11組分，此段組分在重整反應(yīng)過程中主要生成重芳烴。

2.3加裂石腦油分段切割數(shù)據(jù)

模擬過程中，將加氫裂化輕石腦油和重石腦油合并之后再進(jìn)行分段切割，各段PONA數(shù)據(jù)如下表所示：

2.4 加裂石腦油各組分段芳潛含量對(duì)比

小于70℃的組分段中：主要為C5及C6異構(gòu)烷烴，C6環(huán)烷烴含量?jī)H5%左右，RON值達(dá)到85;

70℃-80℃的組分段中：芳潛69%左右，C6環(huán)烷烴占74%，其余26%主要為C6烷烴，RON值達(dá)到87;

80℃-90℃的組分段中：芳潛16%左右，C7烷烴占82%，C7環(huán)烷烴占15%，RON值74左右;

90℃-100℃的組分段中：芳潛43%左右，C7烷烴及環(huán)烷烴各占50%左右，RON值77左右;

100℃-110℃的組分段中：芳潛52%左右，C7環(huán)烷烴占30%左右，C8環(huán)烷烴占22%左右，其余45%主要為C8烷烴，RON值71左右;

110℃-130℃兩個(gè)組分段中：平均芳潛52%左右，主要為C8烷烴和環(huán)烷烴，RON值67左右;

130℃-160℃三個(gè)組分段中：平均芳潛40%左右，其中150℃-160℃組分段芳潛達(dá)到80%，主要為C9烷烴、環(huán)烷烴和芳烴，C8芳烴占10%左右;

160℃-170℃的組分段中：芳潛10%左右，C10烷烴及環(huán)烷烴含量在90%左右，其余10%為C9芳烴;

大于170℃的組分段中：主要為C10及以上組分。

3 優(yōu)化效益測(cè)算

重整原料優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)加裂輕石腦油終餾點(diǎn)由140℃降低至120℃時(shí)，重整裝置通過調(diào)整精制油初餾點(diǎn)保持反應(yīng)進(jìn)料量不變的情況下，生成油RON和液收提高，有利于全廠增產(chǎn)汽油。結(jié)合目前生產(chǎn)情況，利用RSIM模型測(cè)算當(dāng)加裂輕石腦油終餾點(diǎn)進(jìn)一步降低至70℃時(shí)，全廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及效益變化情況。

3.1基準(zhǔn)方案

原油加工量3.1萬噸/天，加裂輕石腦油終餾點(diǎn)120℃，精制油初餾點(diǎn)78℃，重整反應(yīng)進(jìn)料量218 t/h。

3.2 方案①：柴油加裂少拔輕石，頂出部分柴油精制石腦油方案

加裂輕石腦油終餾點(diǎn)降低至70℃，精制油初餾點(diǎn)78℃不變，預(yù)加氫降量，頂出柴油加氫石腦油用于生產(chǎn)石腦油產(chǎn)品，保持重整進(jìn)料不變。加裂輕石腦油終餾點(diǎn)由120℃降低至70℃之后，輕石腦油量減少13.9 t/h，重石腦油拔出量達(dá)到42 t/h。

預(yù)加氫降量，頂出16.8 t/h柴油加氫石腦油，相當(dāng)于用70℃-120℃的加裂石腦油組分代替80℃-170℃的柴油加氫石腦油組分做為重整進(jìn)料。重整裝置液收提高0.5個(gè)百分點(diǎn)，生成油RON值增加0.4個(gè)單位，產(chǎn)品變化如下：苯增加0.8t/h，非芳增加0.38 t/h，重整汽油增加0.76t/h，二甲苯減少0.25t/h，重芳烴減少0.5t/h，液化氣減少0.87t/ h，干氣減少0.67t/h，純氫產(chǎn)量增加0.35t/h。

綜合起來，全廠總效益約減少27萬元/月，主要問題在于少產(chǎn)汽油5500噸，多產(chǎn)石腦油9160噸，若全廠辛烷值過剩，多產(chǎn)的石腦油能夠調(diào)進(jìn)汽油，則效益為正。

3.3方案②：柴油加裂少拔輕石，精制石腦油提初餾點(diǎn)方案

加裂輕石腦油終餾點(diǎn)降低至70℃，預(yù)加氫進(jìn)料量不變，精制油初餾點(diǎn)提高至90℃左右，保持重整進(jìn)料不變。加裂輕石腦油終餾點(diǎn)由120℃降低至70℃之后，輕石腦油量減少13.9 t/h，重石腦油拔出量達(dá)到42 t/h。

精制油初餾點(diǎn)提高至90℃左右，頂出13.9 t/h拔頭油，相當(dāng)于用70℃-120℃的加裂石腦油代替80℃-90℃的拔頭油做為重整進(jìn)料。重整裝置液收提高0.7個(gè)百分點(diǎn)，生成油RON值增加1.2個(gè)單位，產(chǎn)品變化如下：苯減少2.5t/h，非芳減少2.4 t/h，二甲苯增加1.7t/h，重整汽油增加4.75t/h，液化氣減少1.25t/ h，干氣減少0.8t/h，純氫產(chǎn)量增加0.5t/h。

綜合起來，全廠總效益約增加261萬元/月，但存在的主要問題在于苯產(chǎn)量減少1820噸。

3.4測(cè)算結(jié)果分析

從全廠汽油調(diào)合組分綜合分析，在重整加工負(fù)荷不變的情況下，將一種石腦油組分改進(jìn)重整做原料，必將頂出另外一種石腦油組分直接調(diào)合汽油，從辛烷值平衡角度考慮，應(yīng)將在重整反應(yīng)過程中辛烷值提高幅度最大的組分做為重整原料，以充分發(fā)揮重整裝置的作用。

3.4.1從辛烷提高值分析

結(jié)合前期進(jìn)行的重整原料分段切割PONA組成的模擬結(jié)果，測(cè)算各段組分經(jīng)過重整反應(yīng)后RON值變化情況如下所示：

（1）上述優(yōu)化方案①中，用70℃-120℃的加裂石腦油組分代替80℃-170℃的柴油加氫石腦油組分做為重整進(jìn)料，前者經(jīng)重整反應(yīng)RON提高30個(gè)單位左右，后者經(jīng)重整反應(yīng)RON可提高50個(gè)單位，損失20個(gè)單位，因此造成效益損失。

（2）優(yōu)化方案②中，用70℃-120℃的加裂石腦油組分代替80℃-90℃的拔頭油做為重整進(jìn)料，前者經(jīng)重整反應(yīng)RON可提高30個(gè)單位左右，后者經(jīng)重整反應(yīng)RON可提高35個(gè)單位，只損失5個(gè)單位，在考慮到副產(chǎn)氫氣及芳烴的影響后，總體效益為正。

（3）加裂石腦油中70℃-90℃組分的RON值較高，經(jīng)重整反應(yīng)后RON值提高不到20個(gè)單位，在重整原料充足的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮直接調(diào)合汽油;120℃-140℃組分經(jīng)重整反應(yīng)后RON值可提高48個(gè)單位，應(yīng)優(yōu)先考慮做重整原料;90℃-120℃組分經(jīng)重整反應(yīng)后RON值提高33個(gè)單位，與預(yù)加氫拔頭油基本相當(dāng)，可根據(jù)全廠石腦油平衡情況靈活調(diào)整。

（4）預(yù)加氫精制油中70℃-80℃組分經(jīng)重整反應(yīng)后RON值提高22個(gè)單位，相對(duì)而言不是最好的重整原料，考慮到苯產(chǎn)量需求，精制油初餾點(diǎn)可控制在80℃以內(nèi)。

3.4.2 從柴油加裂重石和精制油70℃-80℃餾分對(duì)比分析

柴油加裂重石70-80℃組分中，含73.5%的C6環(huán)烷烴，25.5%的C6烷烴，精制油70-80℃組分中，含49%的C6環(huán)烷烴，含45.4%的C6烷烴。由于C6烷烴轉(zhuǎn)化為苯的轉(zhuǎn)化率極低，不足10%。所以70-80℃的組分更適合使用加裂重石，精制油中這部分餾分需要拔走。

4 總結(jié)

結(jié)合各段石腦油組分在重整反應(yīng)過程中RON值提高幅度的分析：

1、建議柴油加裂石腦油中70℃-90℃組分優(yōu)先考慮直接調(diào)合汽油，120℃-140℃組分優(yōu)先考慮做重整原料，90℃-120℃組分可根據(jù)全廠石腦油平衡情況靈活調(diào)整;

2、預(yù)加氫精制油初餾點(diǎn)可以根據(jù)苯產(chǎn)量需求進(jìn)行調(diào)整，如果有產(chǎn)苯需求，控制在80℃，如果為了提高辛烷值，則控制在90℃以上。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐承恩.催化重整工藝與工程 [M].北京：中國(guó)石化出版社，2006