油漿過濾技術在重油催化裂化裝置上的應用

黃 富 張 楊 彭國峰 孟令棟

(中國石油四川石化有限責任公司，成都 611930)

工業化應用

油漿過濾技術在重油催化裂化裝置上的應用

黃 富 張 楊 彭國峰 孟令棟

(中國石油四川石化有限責任公司，成都 611930)

介紹了全自動油漿過濾系統在中國石油四川石化有限責任公司2.5 Mt/a重油催化裂化裝置上的應用。結果表明：該系統能夠連續運行并進行自動化操作,催化油漿處理量達19.4 t/h，油漿固含量(灰分)由濾前平均2 070 μg/g降至濾后平均120 μg/g,達到了設計指標,同時提高了油漿外賣價格,裝置每年可增加收益3 250萬元,經濟效益十分顯著。

催化裂化 油漿 過濾器 灰分

催化裂化是最主要的重油輕質化過程之一。一般煉油廠催化裂化裝置外甩油漿的量約占原料量的5%，全國每年產生的催化裂化油漿超過5 Mt。催化油漿中一般含有2 000 μg/g以上的催化劑顆粒,不管是作為燃料油出廠或作為焦化原料，還是用于制造炭黑和針狀焦的原料,或是進行芳烴抽提生產橡膠添加劑等進一步加工利用或者開發高附加值產品,都需要降低油漿中的固體含量[1]。由于催化油漿密度大、黏度大、凝固點高、含有固體催化劑顆粒等不利因素，很多石化企業凈化分離催化油漿的效果都不理想。一直以來，國內外石化企業和科研機構十分關注凈化分離催化外甩油漿技術。中國石油四川石化有限責任公司(以下簡稱四川石化)采用一種重油催化裂化油漿全自動過濾系統,在2.5 Mt/a重油催化裂化裝置上進行了工業應用。油漿過濾器自2014年5月投入運行，運行狀況良好，累計處理油漿27 kt，經濟效益十分顯著。

1 重油催化裂化裝置及油漿過濾系統介紹

1.1 四川石化重油催化裂化裝置介紹

四川石化2.5 Mt/a重油催化裂化裝置，由反應再生單元、熱工單元、煙氣脫硫單元、分餾單元、吸收穩定單元和產品精制單元組成，以加氫重油為原料，主要生產干氣、液化氣、汽油、柴油和油漿等產品。該裝置采用中國石化石油化工科學研究院開發的降低催化汽油中烯烴含量的MIP-CGP新工藝，并且采用MIP專用降烯烴催化劑，在常規的提升管反應系統基礎上，增加一些有用的二次反應以改善產品質量，最大化生產異構烷烴，在降低催化汽油的烯烴含量的同時，保持汽油的辛烷值基本不變。

在工業運行過程中, 催化裂化裝置原料油和生產的催化裂化油漿主要性質見表1。

表1 重油催化裂化裝置原料油和油漿基本性質

1.2 油漿過濾系統工藝原理

油漿過濾系統的核心元件是多孔金屬粉末燒結濾芯。當熱油漿通過過濾元件時，油漿液體可以穿過濾芯，潔凈的油漿(濾清液)進入到下游裝置，而固體催化劑顆粒則被截留在濾芯的內表面。過濾下來的固體催化劑濾餅用干氣反沖洗排放到濾餅接收罐。

在排渣過程中，快速的壓力釋放和濾清液的反向流動可以將濾芯內表面的固體迅速剝離，并使過濾器內部的所有介質通過排渣閥流出過濾器。

投用之后，整個油漿過濾過程由可編程邏輯控制器(PLC)程序控制預熱、預膜與過濾、反沖洗、排渣、停車等過程，由PLC程序控制的控制系統可以實現自動和手動兩種操作方式，但由于油漿過濾系統有32個程控閥控制，一般僅用自動控制運行，無需人工干預操作。

1.3 油漿過濾系統工藝流程

油漿過濾系統由1臺預過濾器和2臺精過濾器，1臺濾餅接收罐，1臺干氣穩壓罐及配套儀表閥門組成(見圖1)。

圖1 油漿過濾器工藝流程

催化裝置的外甩油漿經過冷卻，將溫度降到280～300 ℃，經過預過濾器后分兩路，分別進入精過濾器A和精過濾器B，經過濾成為澄清油漿后送出裝置。反沖洗干氣從預過濾器、精過濾器A、精過濾器B頂部進入，將濾餅從過濾器底部排出壓送至濾餅接收罐。濾餅接收罐內的濾餅隨催化回煉油用干氣壓送去催化裂化原料油罐進行回收利用。預過濾器、精過濾器A、精過濾器B和濾餅接收罐氣相經放空閥放空去火炬線。

用于置換的回煉油通過反沖洗進入油漿過濾系統，分別進入預過濾器、精過濾器A、精過濾器B和濾餅接收罐。柴油流程與回煉油流程相同，在裝置長期停車時，柴油代替回煉油置換過濾系統內的油漿。置換過濾系統內油漿的回煉油則通過回煉油返塔線進入分餾塔。回煉油和柴油另一個作用是停工后的再次開工需用其對油漿過濾系統進行預熱至200 ℃左右。

2 油漿過濾器的工業應用

油漿過濾系統與催化裂化裝置同步施工并完成吹掃、試壓和油運等過程，對每個控制閥、流量計、液位計、壓力計及相關的控制程序需要進行嚴格的測試，在催化裝置開工運行平穩后投用。油漿過濾器具有以下特點：(1)油漿低溫黏度大，為保證油漿流動阻力小，與其中催化劑顆粒有效分離，必須在較高溫度下過濾；(2)高溫油漿很容易自燃，對過濾器嚴密性的要求較高；(3)程控閥和運行程序必須進行調試。

從運行的情況來看, 油漿過濾系統操作十分方便, 在自動模式下系統能夠自動完成全部填充、預膜、過濾、反沖洗、排渣等操作。PLC操作系統在中控室進行獨立操作，且有DCS畫面進行監控。

油漿過濾系統停車過程中，系統不用任何人工切換，操作人員直接進行PLC “反沖洗停車”程序即可，系統將自動完成置換、反沖洗、排渣等操作程序。油漿過濾系統為獨立系統，其開停工不影響重油催化裂化裝置正常運轉。

表2為油漿過濾系統典型工藝參數，表3為過濾前后部分油漿灰分數據對比。從表3可知：油漿灰分含量已經下降至200 μg /g(設計指標)以下,油漿過濾系統對油漿灰分的平均脫除率達到了94.2%,達到設計指標。

表2 油漿過濾器工藝參數

表3 油漿過濾器過濾前后油漿對比

油漿過濾系統設計處理量為19.4 t/h，處理量較大，占地面積僅為10 m2左右，過濾后的油漿經過冷卻至70～90 ℃后送出裝置。由于油漿過濾器壓差僅為0.02 MPa左右，壓降很小，操作壓力較高，因此無需額外增加機泵升壓外送，減少了投資成本。

該油漿過濾系統達到發生如下狀況時會導致連鎖停車：分程控閥回訊時間超過15 s，3個過濾器任何一個壓差超過0.35 MPa，進料流量達到超負荷28 t/h,精過濾器A和精過濾器B入口閥同時關閉。停車時油漿會繞過過濾系統，此時油漿過濾器旁路閥打開，油漿進出過濾器的閥門關閉。在故障條件下，油漿過濾系統的自動聯鎖停車對催化裂化裝置運行沒有影響。

3 經濟效益分析

油漿過濾系統作為重油催化裂化一個撬裝單元，占地面積小，投資少，加工負荷寬于催化裂化的60%～110%負荷范圍，操作彈性大，全自動運行，無需操作人員干預，增加人力成本很少。四川石化2.5 Mt/a催化裂化裝置油漿過濾系統投用以來,物料和動力消耗很少，其開停對催化裂化裝置平穩運行沒有影響。

根據設計，四川石化2.5 Mt/a催化裂化裝置每年產生的162.5 kt產品油漿，經計算,加裝油漿過濾器過濾后的油漿價格增加200元/t，每年可以增加經濟效益3 250萬元，且節省了重油輸送和存儲過程中催化劑沉積所引起的管道和油罐堵塞的清理費用，經濟效益十分顯著。

4 結論

(1)油漿過濾系統利用多孔金屬粉末燒結濾芯材料作為過濾組件,可實現連續運行并自動完成填充、預膜、過濾、反沖洗、排渣等過程，處理能力達到19.40 t/h。

(2)該油漿過濾系統工業運行及數據過濾效果,外甩油漿灰分由平均 2 070 μg/g 降至120 μg/g，油漿灰分脫除率達到94.2%。

(3)過濾后油漿用途廣泛，按照增加200元/t來計算，每年可增加經濟效益3 250 萬元。

(4)油漿過濾系統投用后無需增加輸送泵，僅用循環油漿泵即可滿足油漿過濾器運行和輸送需要，動力和物料消耗很少。

(5)油漿過濾系統可與催化裂化裝置同步進行吹掃、試壓、油運等操作，同時作為獨立系統,開停工對重油催化裂化裝置正常運轉沒有任何影響。

[1] 李鋒林,韓忠祥,孫昱東.催化裂化油漿的綜合利用[J].山東化工,2007,36(9)：6-8.

中國煤(甲醇)制烯烴裝置現狀與規劃

截至2014 年第四季度，中國共有9 個煤(甲醇)制烯烴(CTO/MTO)項目投入運行，其中2014 年新投產3 個項目——陜西延長中煤榆林能源化工有限公司延長石油靖邊能源化工項目、中煤能源陜西榆林煤化工項目和神華寧夏煤業集團甲醇制丙烯(MTP)二期項目。

2014 年8 月，神華寧夏煤業集團500 kt/a MTP 二期項目打通全流程，產出純度99.88%的合格丙烯及牌號為1102K 的合格聚丙烯產品。神華寧夏煤業集團利用兩套MTP 和新建4 000 kt/a煤制油副產品，正在建設1 400 kt/a副產品裂解制烯烴項目，產能為600 kt/a聚丙烯、450 kt/a聚乙烯、150 kt/a合成氨，預計將于2017 年投產。

延長石油靖邊能源化工項目于2014 年6—7 月先后實現了甲醇制烯烴(DMTO) 裝置、聚烯烴裝置和甲醇裝置試車成功。

中煤能源陜西榆林煤化工項目也于2014 年7 月底打通全流程，目前這兩個項目開工率可達70%以上。新投產的煤制聚烯烴以聚乙烯線性膜料和聚丙烯拉絲料為主，對聚烯烴通用料的期貨和現貨都產生了明顯沖擊。

延長石油延安煤油氣資源綜合利用項目2014 年2 月與北京石油化工工程有限公司簽訂EPC 總承包合同，項目計劃2016 年進入試車階段。

中煤集團陜西榆林煤制烯烴項目于2013 年獲國家發展改革委員會批準，目前正處于前期工作階段。

在2014 年之前已投產的6 個煤(甲醇)制烯烴項目中，神華包頭煤制烯烴項目于2010 年8 月試車成功，二期項目將在充分利用一期工程現有項目裝置預留地和生產配套輔助設施的基礎上進行規劃建設，規模為1 800 kt/a煤制甲醇及700 kt/a甲醇制烯烴，目前已進入前期工作階段。

大唐多倫煤化工MTP裝置2014 年工作目標是全年聚丙烯產量力爭370 kt。2014 年4 月，3 號氣化爐達到100%負荷運行狀態，合成氣產量為2.38×105m3/h，2 號氣化爐負荷93%。

中國石化中原石油化工有限責任公司甲醇制烯烴 (SMTO)裝置2014 年上半年平均負荷107%，8 月實現了112%的高負荷運行，此外還于4 月成功實現了C4烯烴催化裂解(OCC)裝置與SMTO裝置的耦合，大大提高了乙烯和丙烯的收率，烯烴產能從200 kt/a增加到220 kt/a。

中國惠生(南京)清潔能源股份有限公司MTO/OCP 項目于2013 年9 月投產，截至2014 年6 月，該項目累計生產超過134 kt的輕質烯烴產品，其各項運營指標以及輕烴質量和產量均表現優異，符合預期目標。

寧波富德能源有限公司(原寧波禾元化學有限公司)外購1 800 kt/a甲醇DMTO 制500 kt/a乙二醇、400 kt/a PP 項目自2013 年1 月投產以來運行良好。

2014 年7 月，吉林民營企業康乃爾集團和生命人壽保險公司宣布計劃聯合投資45 億美元，在美國建設一套全球最大產能甲醇生產裝置以及一個大型深海出口終端。

(中國石化有機原料科技情報中心站供稿)

Application of Slurry Oil Filtering Technology in Heavy Oil FCC Unit

Huang Fu，Zhang Yang，Peng Guofeng，Meng Lingdong

(PetroChinaSichuanPetrochemicalCompanyLimited,Chengdu, 611930)

The application of automatic slurry oil filtering system in the 2.50 Mt/a heavy oil FCC unit of PetroChina Sichuan Petrochemical Company Limited was introduced. Result showed that the system could keep continuous operation and carry out automatic operation, the processing volume of catalytic slurry oil was up to 19.4 t/h, and the solid (ash) content in the slurry oil decreased from average 2,070 μg/g before filtering to average 120 μg/g after filtering, which reached the designed index. In addition, with using of the slurry oil filtering technology, the selling price of slurry oil was raised, and therefore profits of the unit was increased by RMB 32.5 million, which achieved remarkable economic effects.

catalytic cracking, slurry oil, filter, ash

2014-12-06。

黃富，男，1984年出生， 2009年畢業于中國石油大學(北京)應用化學專業, 碩士，工程師，主要從事重油催化裂化生產技術工作，已發表論文7篇。

1674-1099 (2015)01-0035-04

TE624.99

A