雷 平

（中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司，青島266500）

1 前 言

催化裂化裝置作為煉油廠核心裝置之一，對(duì)于提高全廠經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。國內(nèi)某單套加工能力達(dá)10Mt/a的煉油廠，采用“常減壓蒸餾＋延遲焦化＋蠟油加氫處理＋催化裂化”的加工方案，其中催化裂化裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為2.9Mt/a，裝置原料為蠟油加氫處理尾油及焦化蠟油，產(chǎn)品主要包括干氣、液化氣、汽油、柴油。該廠于2008年5月建成投產(chǎn)，投產(chǎn)后圍繞催化裂化裝置，在生產(chǎn)上采取多項(xiàng)優(yōu)化措施，取得了良好經(jīng)濟(jì)效益。

2 提高經(jīng)濟(jì)效益的策略

2.1 常減壓蒸餾裝置實(shí)行減壓深拔技術(shù)

為增產(chǎn)催化裂化原料，該廠常減壓蒸餾裝置采用減壓深拔技術(shù)提高蠟油收率，降低渣油產(chǎn)率。目前國內(nèi)將減壓渣油的實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)控制在540℃以上，即為減壓深拔，而國外減壓渣油實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)的設(shè)計(jì)值為565.6℃。該廠常減壓蒸餾裝置實(shí)施減壓深拔技術(shù)后，減壓爐出口溫度由深拔前的405℃提高到422℃，減壓渣油實(shí)沸點(diǎn)切割溫度由542℃提至572℃。蒸餾裝置產(chǎn)物收率變化明顯，其中渣油收率降低3.31百分點(diǎn)，蠟油收率提高3.06百分點(diǎn)，混合柴油收率提高0.42百分點(diǎn)。

實(shí)施減壓深拔技術(shù)的意義在于可使催化裂化裝置的原料增加，提高汽油、柴油產(chǎn)量。按煉油廠原油加工能力10Mt/a計(jì)，減壓深拔后常減壓蒸餾裝置蠟油餾分增加331kt/a，而焦化裝置因渣油進(jìn)料減少造成蠟油減產(chǎn)63.6kt/a，因此催化裂化裝置原料實(shí)際增加267.4kt/a。原料量增加的同時(shí)，由于原料性質(zhì)變重，殘?zhí)恐瞪撸谕确磻?yīng)條件下，催化裂化裝置產(chǎn)品收率有所變化，減壓深拔前后產(chǎn)品收率對(duì)比見表1。從表1可以看出，實(shí)施減壓深拔技術(shù)后，催化裂化裝置干氣收率增加0.42百分點(diǎn)，液化氣收率降低0.48百分點(diǎn)，汽油收率增加1.05百分點(diǎn)，柴油收率降低1.27百分點(diǎn)，油漿產(chǎn)率增加0.09百分點(diǎn)，石油焦產(chǎn)率增加0.17百分點(diǎn)。催化裂化裝置產(chǎn)品收率變化的主要原因是原料變重后，裝置生焦量增加。但實(shí)施減壓深拔后，催化裂化裝置的產(chǎn)品性質(zhì)無明顯變化。

表1 減壓深拔前后催化裂化裝置產(chǎn)品收率對(duì)比 w，%

根據(jù)裝置收率數(shù)據(jù)及2009年12月產(chǎn)品不含稅價(jià)格對(duì)減壓深拔前后全廠經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行粗略估算，結(jié)果見表2。實(shí)施減壓深拔后因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變可使全廠經(jīng)濟(jì)效益增加17 743萬元/a。

表2 減壓深拔前后全廠經(jīng)濟(jì)效益估算

另外，實(shí)施減壓深拔技術(shù)后，全廠增加能耗782×106MJ/a，使經(jīng)濟(jì)效益減少4 184萬元/a。綜合考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化及能耗變化對(duì)全廠效益的影響，實(shí)施減壓深拔技術(shù)后，每年可增加經(jīng)濟(jì)效益13 559萬元。

2.2 加氫處理裝置所產(chǎn)柴油作催化裂化原料

蠟油加氫處理裝置用于催化裂化原料的預(yù)處理，為了增加催化裂化原料，提高汽油收率，進(jìn)而提高全廠經(jīng)濟(jì)效益，該裝置停止側(cè)線抽出產(chǎn)品柴油，將柴油壓入尾油中，從而增加催化裂化裝置原料。

蠟油加氫處理裝置的設(shè)計(jì)規(guī)模為3.2Mt/a，分餾塔側(cè)線抽出柴油的設(shè)計(jì)值為216kt/a。為增加尾油量，對(duì)裝置的分餾系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，措施包括：（1）停用分餾塔加熱爐（簡稱分餾爐）以降低分餾塔進(jìn)料溫度；（2）停止柴油產(chǎn)品側(cè)線抽出。表3為加氫處理裝置調(diào)整前后主要工藝參數(shù)變化情況。從表3可以看出：調(diào)整前后分餾爐出口溫度由341.8℃降至260.7℃，這使得分餾爐主火嘴燃料瓦斯消耗減少了1 100m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）；在裝置進(jìn)料量不變的情況下，柴油產(chǎn)量降低23.70t/h，相應(yīng)地尾油產(chǎn)量增加23.70t/h，按年開工8 400h計(jì)，催化裂化裝置原料量可增加199.1kt/a。

表3 分餾系統(tǒng)調(diào)整前后加氫處理裝置主要工藝參數(shù)對(duì)比

調(diào)整后，加氫處理裝置尾油質(zhì)量得到改善。因柴油進(jìn)入尾油中，使尾油中的輕組分比例增加，尾油中的硫、氮和金屬含量降低，殘?zhí)恐狄蚕鄳?yīng)降低，這對(duì)催化裂化裝置是有利的［1］。原料調(diào)整前后催化裂化裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化情況及對(duì)煉油廠效益的影響見表4。尾油中輕組分比例的增加使其裂化性能改善，較大幅度地提高了催化裂化裝置汽油收率，液化氣收率也有所增加。汽油收率增加1.90百分點(diǎn)，液化氣收率增加0.10百分點(diǎn)，柴

表4 催化裂化原料調(diào)整前后全廠經(jīng)濟(jì)效益估算

1）收率和產(chǎn)量的關(guān)系為：產(chǎn)量變化＝設(shè)計(jì)負(fù)荷×收率變化＋原料變化量×深拔前收率。

2）產(chǎn)品價(jià)格為2009年12月發(fā)布的不含稅價(jià)格。油收率降低1.13百分點(diǎn)。按該廠實(shí)際原油加工量估算，經(jīng)濟(jì)效益可增加4 877萬元/a。

2.3 催化裂化反應(yīng)深度降低

提升管反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)深度對(duì)催化裂化裝置產(chǎn)品構(gòu)成具有重要影響。反應(yīng)深度過高，會(huì)造成二次裂化反應(yīng)增加，目的產(chǎn)物收率下降。此外，從提升管出口到分餾塔的10～20s內(nèi)，由于溫度較高，也有一定程度的二次反應(yīng)發(fā)生，而且主要是熱裂化反應(yīng)，造成干氣及焦炭產(chǎn)率增加。因此，合理降低催化裂化裝置反應(yīng)深度，對(duì)于提高裝置經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

該廠催化裂化裝置為實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)汽柴油的目的，主要采取了以下降低反應(yīng)深度的措施：

（1）降低反應(yīng)溫度。研究表明，催化裂化反應(yīng)主要由動(dòng)力學(xué)控制，而且，在動(dòng)力學(xué)控制因素中，由于催化裂化反應(yīng)的高溫條件，化學(xué)反應(yīng)速率占主導(dǎo)地位。因此，提高反應(yīng)溫度，則反應(yīng)速率增加。一般而言，溫度每提高10℃，反應(yīng)速率提高10%～20%［2］。但反應(yīng)溫度越高，熱裂化反應(yīng)比例越大，使干氣、液化氣產(chǎn)率增高，汽油、柴油產(chǎn)率降低。在保證該裝置產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，將反應(yīng)溫度由496℃逐步降低到488℃，有效提高了汽油、柴油收率。

（2）提高再生溫度。裂化催化劑的再生過程決定著整個(gè)裝置的熱平衡與生產(chǎn)能力。催化劑的再生速率取決于待生劑上焦炭的燃燒速率。提高再生溫度對(duì)燒焦有利，通過逐步摸索，最終將再生溫度由660℃提高到670℃。

（3）降低反應(yīng)時(shí)間。降低反應(yīng)時(shí)間相當(dāng)于提高反應(yīng)空速。空速越高，油品與催化劑接觸時(shí)間越短，二次裂化反應(yīng)越少，汽油、柴油收率越高。在提升管反應(yīng)器體積已固定、裝置處理量存在上限的情況下，當(dāng)快速分離器線速允許時(shí)，可以通過增大預(yù)提升干氣量來降低反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)深度。該裝置預(yù)提升干氣量由7 800m3/min提高到9 600m3/min。

催化裂化裝置通過采取以上措施，有效降低了反應(yīng)深度，裝置汽油、柴油收率有所增加，液化氣收率基本不變，同時(shí)干氣和油漿收率下降。圖1和圖2分別給出了標(biāo)定期間汽油、柴油、干氣及油漿收率的變化情況。根據(jù)圖1和圖2中的數(shù)據(jù)可以算出：通過降低反應(yīng)深度，催化裂化裝置的汽油收率平均增加約0.82百分點(diǎn)，柴油收率平均增加約1.22百分點(diǎn)，干氣收率平均下降約0.38百分點(diǎn)，油漿收率平均下降約1.49百分點(diǎn)。除此以外，液化氣收率也略有下降，平均下降約0.37百分點(diǎn)；生焦量也有一定程度的下降。

圖1 催化裂化裝置汽油、柴油收率變化■—汽油；●—柴油

圖2 催化裂化裝置油漿和干氣收率變化■—干氣；●—油漿

按該廠實(shí)際原油加工量估算，產(chǎn)品價(jià)格按表2列出的數(shù)據(jù)計(jì)，油漿價(jià)格按2 300元/t計(jì)（不含稅價(jià)），則降低反應(yīng)深度后，裝置經(jīng)濟(jì)效益可提高8 867萬元/a（石油焦收益變化未計(jì)入）。

3 結(jié)束語

圍繞催化裂化裝置主要采取了提高經(jīng)濟(jì)效益的三種策略，通過對(duì)常減壓蒸餾裝置實(shí)行減壓深拔技術(shù)，可增加經(jīng)濟(jì)效益13 559萬元/a；通過把加氫處理柴油作催化裂化裝置的原料，可增加經(jīng)濟(jì)效益4 877萬元/a；通過降低催化裂化裝置的反應(yīng)深度，可增加經(jīng)濟(jì)效益8 867萬元/a。三大策略累計(jì)可增加經(jīng)濟(jì)效益27 303萬元/a。

需要指出的是，前兩項(xiàng)技術(shù)策略的施行前提為催化裂化裝置具備足夠的負(fù)荷能力。2010年該廠催化裂化裝置平均負(fù)荷達(dá)到115%，對(duì)提高全廠經(jīng)濟(jì)效益起到了關(guān)鍵作用。

［1］ 胡志海，聶紅，石亞華，等.RIPP催化裂化原料加氫預(yù)處理技術(shù)實(shí)踐與發(fā)展［J］.石油煉制與化工，2008：39（8）：5－9

［2］ 徐春明，楊朝合，林世雄.石油煉制工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：298－314