多產丙烯MIP技術在ARGG裝置上的工業應用

丁海中，栗文波，張洪軍，倪勝發

（中國石油大慶煉化分公司，大慶163411）

1 前 言

中國石油大慶煉化分公司（簡稱大慶煉化分公司）1.8Mt/a ARGG裝置于1999年10月建成投產。裝置采用中國石化石油化工科學研究院開發的ARGG專利技術，反應－再生系統高低并列布置，主要以大慶原油的常壓重油、減壓蠟油和減壓渣油為原料，生產富含丙烯的液化氣，并生產高辛烷值汽油。隨著環保法規的日益嚴格，ARGG汽油烯烴含量高成為影響出廠汽油烯烴含量的重要因素。另外，1.8Mt/a ARGG裝置能耗相對偏高，還存在著再生器燒焦管燒焦效果差、主風－再生－煙氣系統壓降大、煙機回收功率低等問題。針對上述問題，提出對1.8Mt/a ARGG裝置實施多產丙烯的MIP技術改造。多產丙烯的MIP技術［1－3］是中國石化石油化工科學研究院在多產異構烷烴的催化裂化技術基礎上開發的一種生產汽油組成滿足歐Ⅲ排放標準并增產丙烯的催化裂化工藝。該工藝技術以重質油為原料，采用由串聯提升管反應器構成的新型反應系統，在不同的反應區內設計與烴類反應相適應的工藝條件并充分利用專用催化劑結構和活性組元。烴類在新型反應區內可選擇性地轉化，生成富含異構烷烴的汽油和丙烯，在生產清潔汽油的同時為石油化工裝置提供更多的丙烯原料。

2 裝置改造內容

2009年8月19日—9月28日裝置檢修期間完成了MIP技術改造并順利開工。MIP技術改造主要內容有：①反應器設兩個反應區，第一反應區（一反）采用提升管反應器，第二反應區（二反）采用擴徑提升管反應器；②在汽提段下部設置待生劑循環斜管引待生劑進入第二反應區下部，以增加催化劑的循環通量；③將燒焦管多段供風分布環移至燒焦管外，降低主風機至煙機線路壓降10kPa；④吸收穩定部分將吸收塔、再吸收塔塔盤更換為微分浮閥塔盤，解析塔由雙溢流設計改為四溢流設計，更換降液管、收液盤和塔板。

3 裝置運行情況分析

2009年9月使用LCC－2催化劑開工，11月4—5日進行了改造后初步階段標定。標定結果：改造后干氣產率下降1百分點，在沒有投用待生循環滑閥的情況下穩定汽油烯烴體積分數較改造前下降約10百分點，維持在40%～42%，汽油RON達到93以上。為繼續降低穩定汽油烯烴含量，2009年12月18日裝置由使用LCC－2催化劑改為使用多產丙烯MIP技術專用催化劑。2010年1—8月，裝置穩定汽油烯烴體積分數為36%～40%，汽油RON為92.6～93.6。1.8Mt/a ARGG裝置實施多產丙烯MIP技術改造后穩定汽油烯烴體積分數降低10百分點以上，為大慶煉化分公司出廠汽油質量在2010年1月1日前全部滿足國Ⅲ標準提供了保障，2010年97號高標汽油比例達到了62.7%的較好水平。

為了更好地評估裝置改造后實際生產運行情況，對裝置改造后（2010年1—8月，簡稱MIP）與改造前（2009年1—8月，簡稱ARGG）及設計情況進行綜合比較分析。另外為了同時討論MIP技術多產丙烯情況，探討了2010年1月下旬最大量生產丙烯時（簡稱MIP－P）該裝置的實際生產運行情況。

3.1 原料及催化劑

ARGG和MIP的原料性質見表1。從表1可以看出，改造后摻渣率（減壓渣油占原料的質量分數）增加了1.28百分點，原料殘炭明顯增加，原料密度增加，說明改造后原料性質變差。

表1 原料性質

ARGG和MIP時平衡催化劑性質見表2。從表2中催化劑實際應用情況看，MIP時催化劑單耗較改造前催化劑單耗略低一些，降低了0.03kg/t，但系統催化劑活性較改造前仍提高0.8百分點，說明MIP專用催化劑的平衡催化劑活性略高于ARGG時催化劑活性。

表2 平衡催化劑的性質

3.2 主要生產運行條件

ARGG和MIP時主要生產操作條件見表3。從表3可以看出：MIP時原料處理量平均值為292t/h（設計值為250t/h），高于設計值和ARGG時的處理量，分別增加42t/h和7t/h，MIP時后處理量較設計值增加幅度為16.80%；在原料殘炭升高、提升管出口溫度基本不變的情況下，回煉比減少，說明改造后原料單程轉化率有所提高；ARGG和MIP時再生溫度控制均較高，這對提高劑油比不利，主要受加工量較設計值偏高的影響。

表3 主要操作條件

3.3 氣體產品性質

ARGG和MIP時干氣體積組成見表4。從表4可以看出：ARGG時吸收穩定系統存在分離效果不佳的問題，主要表現在干氣中有一定量的C3及C3以上組分，其體積分數高達5.25%，其中關鍵組分丙烯的體積分數達到2.52%，使得丙烯的損失比較大；實施吸收穩定系統改造后，干氣中C3及C3以上組分體積分數下降到1.32%，降低了3.93百分點，降低幅度高達74.86%，其中關鍵組分丙烯的體積分數下降到0.92%，降低了1.60百分點，降低幅度高達63.49%。

表4 干氣組成 φ，%

ARGG、MIP和MIP－P時液化氣體積組成見表5。從表5可以看出：液化氣中丙烯體積分數由ARGG時的42.18%下降到MIP時的38.19%，下降了3.99百分點，MIP－P時丙烯體積分數為41.36%；正丁烯和異丁烯體積分數從ARGG時的18.31%下降到MIP時的15.81%，下降了2.50百分點，MIP－P時為16.24%；異丁烷從ARGG時的13.87%增加到MIP時的17.32%，MIP－P時為17.02%。

表5 液化氣組成 φ，%

從上述數據分析來看，吸收穩定系統改造后，解決了分離效果不佳的問題。MIP液化氣中丙烯含量較ARGG時有所降低，在以后的操作中，在滿足汽油烯烴要求的情況下，可以通過適當降低催化劑活性、提高反應溫度來改善液化氣中丙烯等組分的選擇性。

3.4 液體產品性質

ARGG和MIP時的穩定汽油性質見表6。從表6可以看出：穩定汽油烯烴體積分數從ARGG時的49.2%降低到MIP時的38.1%，降低了11.1百分點，降低幅度為22.6%；改造后穩定汽油RON較改造前略有下降，降低了0.4個單位。

3.5 產品分布和能耗分析

表6 穩定汽油性質

ARGG和MIP時的柴油性質見表7。從表7可以看出：ARGG時柴油密度（20℃）為910.5kg/m3，MIP時為909.7kg/m3，略有降低；ARGG時的十六烷值為28.5，MIP時的十六烷值為25.0，改造后下降了3.5個單位。

表7 柴油性質

ARGG和MIP時的油漿性質見表8。從表8可以看出：油漿密度較ARGG時提高幅度較大，為保證油漿系統的長周期運行，避免油漿系統結焦，分餾塔底溫度控制在較低溫度，并適當增大了油漿阻垢劑的加入量；2010年9月裝置檢修前，裝置沉降器系統存在輕微跑劑現象，直接體現為油漿固體物含量較高，2010年10月裝置檢修后開工，跑劑問題得到了解決，油漿固體物濃度降到6.0g/L以下，為裝置長時間運行提供了保障。

表8 油漿性質

ARGG、MIP和MIP－P時的產品分布和能耗見表9。從表9可以看出：應用MIP技術后干氣產率有所降低，焦炭產率有所增加；液化氣產率增加較為明顯，從ARGG時的23.40%增加到MIP－P時的27.15%、MIP時的26.90%，分別增加了3.75和3.50百分點；丙烯產率從ARGG時的8.38%增加到MIP－P時的9.51%、MIP時的8.62%，分別增加了1.13和0.24百分點，增加幅度最高達13.48%；總液體收率從ARGG時的83.33%增加到MIP－P時的83.51%、MIP時的83.36%，分別增加了0.18和0.03百分點；裝置能耗從ARGG時的2 771.34MJ/t降低到MIP時的2 550.22MJ/t，降低了221.12MJ/t，降低幅度達7.98%。

表9 產品分布及能耗

4 結束語

（1）煉油生產企業在產品質量升級過程中，一般均伴隨著產品結構變差、能耗升高等代價。應用MIP技術后，裝置綜合能耗為2 550.22MJ/t，較ARGG時下降了221.12MJ/t，降低幅度達到7.98%；從裝置一年多的實際運行效果來看，達到了預期改造目的，盈利能力得到提高；2010年97號高標汽油比例達到了62.7%的較好水平。

（2）應用MIP技術后，處理量超過設計值16.80%；在摻渣率增加、原料性質變差的情況下，裝置產品分布較改造前仍得到改善，丙烯產率增加幅度最高達到13.48%，液體收率較改造前增加了0.18百分點。

（3）應用MIP技術后汽油烯烴體積分數在降低幅度超過22%的情況下，汽油辛烷值與改造前大致相當，因此MIP技術在降低汽油烯烴含量并同時維持汽油辛烷值方面表現較好。

［1］ 許友好，張久順，徐惠，等.多產異構烷烴的催化裂化工藝的工業應用［J］.石油煉制與化工，2003，34（11）：1－6

［2］ 許友好，龔劍洪，劉憲龍，等.第二反應區在MIP工藝過程中所起作用的研究［J］.石油煉制與化工，2006，37（12）：30－33

［3］ 許友好，張久順，馬建國，等.生產清潔汽油組分并增產丙烯的催化裂化工藝［J］.石油煉制與化工，2004，35（9）：1－4