MIP重油+LTAG雙提升管催化裂化組合工藝開(kāi)工難點(diǎn)及初期運(yùn)行狀況分析

李兆賢

（中國(guó)石化濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南 250101）

隨著社會(huì)發(fā)展及人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，車(chē)用汽、柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高，汽油烯烴、芳烴含量要求越來(lái)越低，MIP工藝采用新型的串聯(lián)提升管反應(yīng)器型式及相應(yīng)的工藝條件、反應(yīng)系統(tǒng)，選擇性地控制裂化反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)，主要目的是在不降低汽油辛烷值的情況下獲得低烯烴汽油。傳統(tǒng)柴油機(jī)因排量、尾氣污染等因素制約，柴油需求量低迷，LTAG將柴油加氫進(jìn)一步裂化為汽油、液化氣，解決了柴油出廠(chǎng)難的問(wèn)題，該裝置還為L(zhǎng)TAG反應(yīng)器設(shè)置了重油噴嘴，為日后柴油需求量增加預(yù)留了途徑，同時(shí)當(dāng)加氫柴油量不足時(shí)，可引進(jìn)部分重油（或者蠟油）。

1 裝置流程

該催化裂化裝置由80萬(wàn)噸/年FDFCC（靈活多效催化裂化）裝置改造而來(lái)，保留了裝置原有主反應(yīng)沉降器，改造后稱(chēng)為副反應(yīng)器，采用LTAG技術(shù)單獨(dú)加工加氫柴油，公稱(chēng)加工能力88萬(wàn)噸/年；新增一個(gè)反應(yīng)器，改造后稱(chēng)為主反應(yīng)器，采用MIP技術(shù)加工減壓渣油和常減壓蠟油等，公稱(chēng)加工能力120萬(wàn)噸/年。再生器更換，再生型式采用重疊兩段再生的方式。主反應(yīng)部分采用中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)石科院）開(kāi)發(fā)的多產(chǎn)汽油的MIP工藝，加工減壓渣油和常減壓蠟油等，催化劑為與MIP工藝配套設(shè)計(jì)的專(zhuān)用分子篩催化劑；副反應(yīng)采用石科院開(kāi)發(fā)的將催化裂化劣質(zhì)柴油（LCO）轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴的新技術(shù)（LTAG）；同時(shí)采用中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司（SEI）開(kāi)發(fā)的催化裂化工程技術(shù)，如主提升管出口采用密閉旋流式快速分離系統(tǒng)（VQS）；再生部分采用SEI開(kāi)發(fā)的重疊式兩段不完全再生技術(shù)。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 反應(yīng)再生工藝流程

2 裝置開(kāi)工難點(diǎn)

2.1 裝轉(zhuǎn)催化劑期間分餾單元三路循環(huán)

主反應(yīng)器采用VQS旋流快分形式，轉(zhuǎn)劑期間催化劑跑損較多，相應(yīng)的主分餾系統(tǒng)外甩量要大一些，控制在80～100 t/h，副反應(yīng)器采用普通旋分結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)劑期間催化劑跑損量少，副分餾系統(tǒng)外甩要少一點(diǎn)，控制在20 t/h。轉(zhuǎn)劑期間油漿系統(tǒng)固含量見(jiàn)表1。

由表1可知，雖然主分餾系統(tǒng)油漿外甩量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于副分餾系統(tǒng)，但是油漿系統(tǒng)內(nèi)的固含量還是高于副分餾系統(tǒng)，因此MIP轉(zhuǎn)劑期間外甩量一定要足夠大防止催化劑在分餾油漿系統(tǒng)內(nèi)堆積。注意轉(zhuǎn)劑期間三路循環(huán)一定要改成大開(kāi)路循環(huán)不能讓含有催化劑的原料返回原料油罐。

表1 轉(zhuǎn)劑期間油漿系統(tǒng)固含量

2.2 油運(yùn)、噴油

該裝置設(shè)有兩個(gè)反應(yīng)器，對(duì)應(yīng)的有兩套原料油、回?zé)捰图胺逐s裝置；LTAG反應(yīng)器油運(yùn)需要進(jìn)行蠟油油運(yùn)，為噴油后建立油漿系統(tǒng)循環(huán)做好準(zhǔn)備。開(kāi)工油運(yùn)原料流程見(jiàn)圖2。

開(kāi)工油運(yùn)時(shí)副原料油泵輸送的是蠟油，但是噴油時(shí)副反應(yīng)器要噴加氫柴油與蠟油，分別進(jìn)不同的噴嘴（蠟油進(jìn)上噴嘴，加氫柴油進(jìn)下噴嘴），但蠟油已經(jīng)占用了副原料流程，LTAG原料只能直供進(jìn)入上噴嘴，該裝置為國(guó)內(nèi)首套MIP＋LTAG雙提升管組合形式的貧氧再生催化裝置，為保證一次開(kāi)車(chē)成功，副反應(yīng)器必須進(jìn)行LTAG進(jìn)料與蠟油同時(shí)進(jìn)入提升管?chē)娪停鞒梯^復(fù)雜增加了開(kāi)工難度。

圖2 開(kāi)工油運(yùn)原料流程

3 運(yùn)行狀況分析

3.1 汽油辛烷值、烯烴芳烴含量、收率分析

改造前后穩(wěn)定汽油辛烷值、烯烴芳烴含量、汽油收率對(duì)比見(jiàn)表2。

由表2可以清晰的看出裝置改造后穩(wěn)定汽油辛烷值較改造前有明顯的提高，說(shuō)明MIP＋LTAG的組合形式按工藝設(shè)計(jì)的裂化方向選擇性裂化、氫轉(zhuǎn)移有利于提高汽油的辛烷值。

在主反應(yīng)器第二反應(yīng)器中，原料與經(jīng)汽提并通過(guò)MIP循環(huán)斜管來(lái)的待生催化劑接觸，在較低的反應(yīng)溫度和較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間條件下，主要增加氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應(yīng)，使汽油中的烯烴轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴，降低汽油中的烯烴含量[3]。由表2可以看出，裝置穩(wěn)定汽油烯烴含量有所降低，符合工藝設(shè)計(jì)降烯烴的大方向。

表2 改造前后穩(wěn)定汽油品質(zhì)及收率對(duì)比

裝置改造后汽油收率為42.4%，改造前為42.1%，略有上升，該裝置處于開(kāi)工初期，汽油收率受原料油性質(zhì)、反應(yīng)深度、汽油餾程等多方面因素的制約，還有很大優(yōu)化空間。

3.2 柴油十六烷值分析

柴油十六烷值改造前后對(duì)比見(jiàn)表3。

MIP第二反應(yīng)區(qū)擴(kuò)徑，同時(shí)用急冷油降低二反區(qū)的溫度，長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、低溫有利于異構(gòu)烷烴和芳烴的生成，以彌補(bǔ)烯烴減少而損失的辛烷值，但催化柴油的十六烷值隨著芳烴含量上升而下降，隨著C/H比的上升而下降，因此MIP催化裝置柴油較普通催化裂化裝置柴油十六烷值低；LTAG催化裂化因反應(yīng)過(guò)程發(fā)生氫轉(zhuǎn)移，生成芳烴，柴油的辛烷值指數(shù)進(jìn)一步損失，因此LTAG產(chǎn)生的柴油辛烷值較普通催化裂化裝置柴油辛烷值低。該裝置改造后主反應(yīng)器摻煉渣油量增加，導(dǎo)致主柴油十六烷值降低，同時(shí)LTAG技術(shù)導(dǎo)致副分餾塔的柴油十六烷值降低[1]。

表3 柴油十六烷值改造前后對(duì)比

MIP重油催化＋LTAG組合方式主要為了多產(chǎn)高辛烷值汽油，目的產(chǎn)品不是柴油，符合設(shè)計(jì)方向。同時(shí)該裝置LTAG提升管設(shè)計(jì)兩套噴嘴既可以回?zé)捈託洳裼陀挚梢曰責(zé)捪炗突蛑赜驮希虼穗S著工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展汽柴油需求量發(fā)生變化時(shí)可以選擇性的改變LTAG提升管的進(jìn)料組成，靈活多效。

3.3 油漿外甩與催化劑固含量分析

油漿外甩、密度、固含量改造前后對(duì)比見(jiàn)表4。

MIP重油＋LTAG雙提升管組合催化裂化的油漿外甩量要大于原催化裂化裝置，原因是無(wú)論是MIP還是LTAG都有利于多環(huán)芳烴的生成，相應(yīng)的油漿比重較高，而且開(kāi)工初期操作人員對(duì)新工藝不熟悉，油漿外甩量較大以降低油漿系統(tǒng)的密度，目前正在優(yōu)化操作，逐漸降低油漿外甩量提高液體收率；由化驗(yàn)結(jié)果可以看出改造后油漿固含量較改造前低，外甩量提高參考意義不大，今后應(yīng)進(jìn)一步分析在外甩率基本相同的情況下，比較主、副油漿密度與改造前油漿密度，分析VQS與普通旋分器的旋分效率。

表4 改造前后油漿外甩、密度、固含量對(duì)比

3.4 裝置總液收及能耗分析

改造前后裝置液體收率、輕油收率及能耗對(duì)比見(jiàn)表5。

由表5可知，改造后裝置液體收率、輕油收率比改造前有明顯提高，尤其輕油收率增幅較大，說(shuō)明MIP催化裂化＋LTAG組合的方式對(duì)輕油收率有明顯改善，同時(shí)新裝置能耗較改造前大幅降低。裝置處于開(kāi)工初期，無(wú)論是收率還是能耗都有優(yōu)化空間。裝置設(shè)計(jì)能耗是44.95 kgOE/t，今后需進(jìn)一步優(yōu)化，根據(jù)調(diào)度和生產(chǎn)實(shí)際調(diào)整裝置總體產(chǎn)品分布。

表5 改造前后裝置液體收率、輕油收率及能耗對(duì)比

4 結(jié)論

1）裝置開(kāi)工注意事項(xiàng)

MIP重油＋LTAG雙提升管催化裂化再生裝置開(kāi)工初期兩個(gè)提升管需要錯(cuò)開(kāi)轉(zhuǎn)劑時(shí)間，由于VQS轉(zhuǎn)劑過(guò)程中跑劑較多，分餾單元三路循環(huán)外甩調(diào)整方式不同，同時(shí)由于新工藝流程比較復(fù)雜，開(kāi)工時(shí)間短，在人員相對(duì)少的情況下開(kāi)工比較困難。今后再次開(kāi)停工時(shí)應(yīng)注意反應(yīng)分餾單元的配合，尤其裝轉(zhuǎn)催化劑及噴油時(shí)，一定要確保流程改好后再?lài)娪停苑绹娪秃笳{(diào)整困難。同時(shí)分餾三路循環(huán)在再生器裝劑、轉(zhuǎn)劑、噴油時(shí)及時(shí)調(diào)整循環(huán)方式，再生器裝劑小部分外甩、閉路循環(huán)；轉(zhuǎn)劑主反應(yīng)器（帶VQS）大量外甩、副反應(yīng)器適當(dāng)外甩，閉路循環(huán)；噴油前提高進(jìn)料量與噴油需求量對(duì)應(yīng)，同時(shí)外甩量提高到與進(jìn)料量相同，以平衡液面。

2）運(yùn)行分析

改造后的MIP＋VQS重油催化裂化＋LTAG雙提升管再生裝置比雙提升管催化裂化裝置，無(wú)論是產(chǎn)品分布、還是收率都有較大的改善，但柴油質(zhì)量較差，改造后裝置能耗有大幅度的降低，符合現(xiàn)代化煉廠(chǎng)對(duì)能耗指標(biāo)的要求。