石蠟基渣油IHCC工藝工業試驗研究

王 毅，崔守業，許友好，桂秋芬

(1.淮安清江石油化工有限責任公司，江蘇 淮安 223002；2.中國石化石油化工科學研究院)

石蠟基渣油IHCC工藝工業試驗研究

王 毅1，崔守業2，許友好2，桂秋芬1

(1.淮安清江石油化工有限責任公司，江蘇 淮安 223002；2.中國石化石油化工科學研究院)

介紹了石蠟基渣油IHCC工藝在淮安清江石油化工有限責任公司的工業應用情況。結果表明：與FCC工藝相比，采用IHCC工藝多產輕質油方案時，液體產品收率增加6.18百分點；采用IHCC工藝多產汽油方案時，液體產品收率增加7.27百分點；采用IHCC技術后，汽油烯烴含量有所增加，辛烷值總體略有增加，硫傳遞系數降低，輕循環油性質明顯改善，無油漿產物外甩。

石蠟基渣油 FCC IHCC 焦炭 液體產品收率

我國原油大多偏重，尤其是石蠟基原油中減壓渣油收率超過40%[1-2]。為了實現有限石油資源的高效利用，以往通常采用直接催化裂化、溶劑脫瀝青-催化裂化和加氫精制預處理-催化裂化等組合工藝處理減壓渣油以達到生產輕質油品的目的。石蠟基減壓渣油具有氫含量和飽和烴含量高，金屬、S和N含量相對較低的特點，從而具有較好的裂化性能，可以直接作為催化裂化原料。盡管石蠟基減壓渣油具有較好的裂化性能，但其膠質含量和殘炭高，沸點在700 ℃以上的組分約30%，直接采用常規催化裂化工藝處理時，焦炭產率較高，達到了11%，油漿收率高達10.7%，總液體產品收率相對較低，不到73%[2]。隨著選擇性溶劑在煉油過程應用的發展，人們開發了用溶劑脫除膠質、瀝青質的方法，實現了高沸點渣油的冷分離，使得溶劑脫瀝青成為渣油深度加工的一個預處理手段，成為從減壓渣油制取催化裂化原料的重要途徑之一。溶劑脫瀝青的產品是脫瀝青油和瀝青，脫瀝青油與直餾餾分油混合可以作為催化裂化原料，使得溶劑脫瀝青-催化裂化組合工藝成為處理減壓渣油的一種方法。范思遠等[3]針對石蠟基減壓渣油進行了丙烷脫瀝青實驗研究，結果表明，由于石蠟基減壓渣油蠟含量高，實驗過程中會出現堵塞管線問題，并且脫瀝青油收率僅為19%～30%。渣油加氫是渣油輕質化的重要途徑之一，工業裝置運轉結果表明，渣油加氫裝置較高的投資，可以由催化裂化較高的產品收率和質量以及較低的操作費用來補償[4-5]。Hidehiro等[6]針對石蠟基常壓渣油在加氫精制過程中催化劑失活情況的研究表明，高含蠟、低硫常壓渣油在脫金屬和脫硫催化劑上加氫處理時，催化劑失活明顯快于低含蠟、高硫渣油。

目前國內石蠟基常壓渣油通常采用常規的FCC工藝加工，也開發出石蠟基減壓渣油的催化裂化工藝(簡稱VRFCC)。對于石蠟基減壓渣油，采用常規的FCC工藝加工，不僅轉化率低，油漿收率高，同時焦炭和干氣收率高，更嚴重的是焦炭選擇性急劇變差，從而造成重質烴未得到充分利用。中國石化石油化工科學研究院(以下簡稱石科院)開發的IHCC工藝具有低干氣和焦炭產率、無油漿產物的特點，適合處理劣質重油，尤其適合處理加氫重油和石蠟基渣油[7]。揚子石化淮安清江石油化工有限責任公司(以下簡稱清江石化)針對石蠟基渣油進行了IHCC工業試驗研究，取得了較為理想的試驗結果，為石蠟基渣油高效利用提供了一條新技術路線。

1 IHCC工業試驗裝置原則流程

IHCC工業試驗裝置原則流程見圖1。從圖1可以看出，IHCC工業試驗裝置包括HSCC裝置、FGO過濾裝置和HAR裝置。本次試驗HSCC裝置的加工能力為100 kt/a，HAR裝置的加工能力為30 kt/a。

圖1 IHCC工業試驗裝置原則流程

2 石蠟基渣油IHCC工業試驗

針對石蠟基渣油含有較多膠質的特點，從工藝條件選擇和催化劑性能的調整上盡可能減少石蠟基渣油中膠質縮合生焦，使膠質保留在FGO中，讓其在HAR裝置上進行加氫飽和，提高其裂化性能。石蠟基渣油IHCC工業試驗分為2個生產方案，一是多產輕質油，二是多產汽油。

2.1 原料性質

清江石化主要加工蘇北原油，屬于石蠟基原油。FCC和IHCC裝置標定時所加工的石蠟基常壓渣油性質見表1。從表1可以看出，IHCC裝置標定時所加工的原料油性質略差于FCC裝置標定時所加工的原料油性質，表現為前者密度明顯增加，H含量降低，N和S含量增加，飽和烴含量降低，芳烴含量降低，膠質含量明顯增加?？傮w來說，石蠟基常壓渣油原料中Ni含量高，Ⅴ含量低，H含量高，飽和烴含量高，芳烴含量低，屬于易裂化原料。由于其芳烴含量低，因而影響IHCC工藝應用效果，即液體產品收率提高幅度受到限制。

2.2 再生催化劑性質

FCC技術標定時采用GOR-2催化劑，IHCC技術標定時，HSCC裝置采用專用催化劑ASC-2。

2.3 主要操作條件和產物分布

FCC和IHCC技術標定時的主要操作條件和產物分布見表3。從表3可以看出，采用多產輕質油方案時，與FCC技術相比，IHCC技術干氣產率降低0.44百分點，降低幅度為13.92%，液化氣收率降低4.54百分點，汽油收率增加0.28百分點，輕循環油收率增加10.44百分點，焦炭產率降低0.98百分點，降低幅度為9.80%，多生產0.47百分點的FGO(隨FGO過濾器濾渣外甩)，不再生產油漿，油漿收率降低4.94百分點，輕質油收率增加10.72百分點，液體產品(液化氣+汽油+輕循環油)收率增加6.18百分點。

表1 原料性質

表2 再生催化劑性質

從表3還可以看出，采用多產汽油方案時，與FCC技術相比，IHCC技術干氣產率降低0.53百分點，降低幅度為16.16%，液化氣收率降低3.07百分點，汽油收率增加1.66百分點，輕循環油收率增加8.68百分點，焦炭產率降低1.09百分點，降低幅度為10.54%，多生產0.46百分點的FGO，不再生產油漿，油漿收率降低5.71百分點，輕質油收率增加10.34百分點，液體產品收率增加7.27百分點。

從上述數據可以看出，采用IHCC技術后，可以大幅度提高液體收率。如果隨FGO過濾器濾渣外甩的FGO返回分餾塔，不再生產FGO，液體產品收率還可以進一步提高。

表3 主要操作條件和產物分布

2.4 氫收率分布

FCC和IHCC技術標定時產物氫收率分布見表4。從表4可以看出：多產輕質油的FCC合計氫收率分布為100.44%；多產汽油的FCC合計氫收率分布為100.78%；多產輕質油的IHCC合計氫收率分布為99.00%；多產汽油的IHCC合計氫收率分布為99.45%?？梢钥闯觯篎CC和IHCC技術標定的合計氫收率分布誤差較小，表明FCC和IHCC技術標定產物分布真實可信；采用IHCC技術后，液體產品氫收率分布增加，表明IHCC技術中氫更多地用于優質產品中，其利用更加合理。

表4 氫收率分布

2.5 汽油性質

FCC和IHCC技術標定時汽油性質見表5。從表5可以看出：多產輕質油方案的FCC、多產汽油方案的FCC、多產輕質油方案的IHCC和多產汽油方案的IHCC的硫傳遞系數(STC)[8-9]分別為15.73%，16.60%，12.27%，13.55%；烯烴的體積分數分別為35.5%，41.8%，57.3%，54.9%?？梢钥闯?，采用IHCC技術后汽油收率增加比較明顯，但汽油STC低于FCC。

表5 汽油性質

從表5還可以看出：多產輕質油方案的FCC、多產汽油方案的FCC、多產輕質油方案的IHCC和多產汽油方案的IHCC的汽油RON分別為90.2，90.9，91.0，90.9；MON分別為80.2，80.0，78.7，78.7?？梢钥闯?，IHCC的汽油RON略高或與FCC相當，MON略低，考慮到IHCC標定時汽油初餾點略低，IHCC的汽油RON應略高于FCC。

2.6 輕循環油性質

FCC和IHCC技術標定時輕循環油性質見表6。從表6可以看出，與FCC技術相比，采用IHCC技術后，輕循環油性質明顯改善，在密度大致相當時，硫含量降低，十六烷值提高。

表6 輕循環油性質

3 結 論

(1) 與FCC技術相比，采用IHCC技術多產輕質油方案時，干氣產率降低幅度為13.92%，焦炭產率降低幅度為9.80%；采用IHCC技術多產汽油方案時，干氣產率降低幅度為16.16%，焦炭產率降低幅度為10.54%。采用IHCC技術后，汽油烯烴含量有所增加，辛烷值總體略有增加，硫傳遞系數降低；輕循環油性質明顯改善，表現在十六烷值有所增加，硫含量降低。

(2) IHCC技術深度強化了催化裂化技術與加氫處理技術的協同和整合，可以實現生產方案的靈活調整，此次工業試驗基本實現了多產輕質油生產方案，多產汽油生產方案還可以進一步加強，實現最大量生產汽油產品。

(3) 石蠟基渣油工業試驗的成功為石蠟基渣油原料提供了一條高效利用的途徑，解決了以往石蠟基渣油高焦炭產率和高油漿收率的問題，不再生產以往比較難以處理的油漿產物。

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INDUSTRIAL APPLICATION OF IHCC TECHNOLOGY FOR PROCESSING PARAFFINIC RESIDUE OIL

Wang Yi1， Cui Shouye2， Xu Youhao2， Gui Qiufen1

(1.HuaianQingjiangPetrochemicalCompanyLtd.，Huaian，Jiangsu223002； 2.SINOPECResearchInstituteofPetroleumProcessing)

The industrial application of IHCC technology for processing paraffinic residue in Huaian Qingjiang Petrochemical Co. Ltd. was introduced. The results show that comparing with FCC technology， the liquid yield is increased by 6.18 percentage points in the maximum light liquid product scheme； while the liquid yield is increased by 7.27 percentage points according to the maximum gasoline scheme. Upon using the IHCC technology， the olefins content and the octane number of gasoline are increased slightly， the STC of gasoline is decreased， the properties of LCO is improved significantly， and the zero slurry is realized.

paraffinic residue oil； FCC； IHCC； coke； liquid yield

2016-03-21； 修改稿收到日期： 2016-05-15。

王毅，高級工程師，從事生產管理工作。

桂秋芬，E-mail：quiqf.yzsh@sinopec.com。

國家科技支撐計劃課題資助項目(2012BAE05B05)。