柴油加氫裝置摻煉FCC重汽油的技術應用分析

郭林超

（中國石油烏魯木齊石化公司，新疆烏魯木齊830019）

某公司煉油廠柴油加氫裝置由中國石化工程設計建設公司設計，設計能力200×104t/a，主要設備（包括壓縮機、反應器、加熱爐、機泵等），開工時間為8 400 h/a。該裝置主要由反應系統、分餾系統、公用工程3大部分組成［1］。為擴展重整原料來源，解決煉油廠重整裝置高負荷運行下原料不足的問題，煉油廠通過流程調整，將FCC重汽油部分改進柴油加氫裝置，增加重整原料。

1 摻煉FCC重汽油

1.1 工藝流程

催化裂化汽油出裝置后進入醚化裝置，經過聚結器、脫砷反應器后進入原料緩沖罐，進原料泵進入加氫蒸餾塔。在加氫蒸餾塔內，催化裂化汽油進行分割為輕汽油和重汽油，輕汽油進行醚化反應后作為調和組分，重汽油進60×104t/a汽油改質裝置［2］。

圖1 工藝流程

通過優化，將部分重汽油改進200×104t/a柴油加氫裝置［3］，進行中壓加氫，其目的是通過加氫反應，脫除硫、氮等雜質含量，同時進行餾程切割，控制石腦油終餾點，使其滿足重整原料要求。具體流程見圖1。重汽油后路有3條流程，分別為至80×104t/a柴油加氫、至60×104t/a汽油改質裝置、至200×104t/a柴油加氫裝置（含100×104t/a加氫裂化裝置），正常流程為至60×104t/a汽油改質裝置。

1.2 摻煉情況

1.2.1 摻煉FCC重汽油簡述摻入重汽油前，200×104t/a柴油加氫裝置加工三常柴油30 t/h，重催柴油29 t/h，焦化汽柴油69 t/h，加工量為150 t/h，反應溫度為320℃，氫氣為12 000 Nm3/h，石腦油量為19 t/h，收率12.6%。

2020年2月24日12點30分，FCC重汽油5～7 t/h改進裝置；16點30分，FCC重汽油10 t/h改進裝置，共15～17 t/h，200×104t/a裝置加工量增加至170 t/h。夜班安排蠟催柴油30 t/h分2次全部改入200×104t/a，加工量提至190 t/h。

1.2.2 調整前后原料對比情況原料對比見表1。

表1 原料對比

FCC重汽油總量52 t/h，進60×104t/a汽油改質裝置35 t/h，再摻入重催柴油內，約2 t到加氫裂化裝置，部分到200×104t/a柴油加氫裝置15～17 t。

1.2.3 調整前后裝置參數對比情況切換20 t/h FCC重汽油，30 t/h蠟催柴油后，反應入口溫度320℃，溫升增加至52℃，耗氫量增加4 000 Nm3/h（均值），參數對比見表2。

表2 操作參數對比

1.2.4 調整前后裝置收率及性質對比情況在分餾塔操作未做大幅度調整的情況下，改油之前石腦油干點在164℃，目前石腦油干點在170℃，石腦油干點增加了6℃，石腦油量增加13 t。柴油閃點84.5℃，無明顯變化，分析對比數據見表3。

表3 石腦油分析對比

石腦油收率增加4.2%，石腦油量增加13 t/h，FCC重汽油進裝置量約15 t/h，可以計算出：FCC重汽油轉加氫石腦油收率為86.7%。

2 FCC重汽油加氫作為重整原料分析

為考察FCC重汽油加氫后作為重整原料［2］的可行性，2020年2月14日15：45，FCC重汽油24 t/h改進裝置，單獨加工FCC重汽油（具體方案為：裝置柴油內部循環，新鮮進料只有FCC重汽油）。

加工FCC重汽油期間R-101冷氫全部退出，床層溫升在40～48℃之間，氫氣消耗降低至5 200～5 800 Nm3/h，石腦油拔出量23～28 t/h。石腦油的檢驗分析見表4。

表4 石腦油檢驗分析

FCC重汽油經過中壓加氫后的硫、氮等雜含量均滿足［4］。石腦油的PONA分析見表5。

表5 石腦油PONA分析

由表5可以看出，石腦油的環烷烴為36.36%，滿足重整原料的要求，但比例過大時會造成產氫量不足，芳潛為48.18，滿足要求，尤其芳烴含量高。

3 摻煉FCC重汽油的生產瓶頸問題及對策

3.1 瓶頸問題

200×104t/a柴油加氫裝置原設計石腦油收率為14.51%（最高），2020年2月24日，摻煉FCC重汽油，石腦油收率升至16.8%，2020年4月初，裝置加工量至滿負荷，石腦油量上漲至35 t/h，見表6。

此時，分餾塔C-202運行過程中塔頂超負荷［5］，回流比大，石腦油外送溫度間歇性超物料互供指標（45℃），為了保證柴油閃點，F-201出口溫度控制在312±3℃，瓦斯耗量大，裝置能耗高。

表6 柴油加氫裝置設計物料平衡

3.2 解決措施

為解決此瓶頸問題，制定了3個措施。

3.2.1 硫化氫汽提塔C201降壓操作C201塔壓由0.75 MPa降壓至0.67 MPa，以減少石腦油里面的輕組分。

3.2.2 分餾塔C202降壓操作分餾塔壓力由0.2 MPa降低至0.1 MPa，D-202壓力維持在0.10～0.11 MPa，C-202頂壓力控制在0.1～0.12 MPa。

3.2.3 降F201出口溫度操作通過流程模擬［6］進行分析計算分餾塔C-202塔底溫度與柴油閃點的對應關系，在閃點74℃以上時，逐步降低塔底溫度，塔底共降低3℃，節約瓦斯43 Nm3/h，分流系統ASPEN的流程及模擬見圖2。

圖2 分餾系統ASPEN流程

實際操作中，F-201出口溫度持續下調，由312℃降低并控制在292±3℃，瓦斯消耗量也從1 750 Nm3/h降低至1 600 Nm3/h。

3.3 調整效果

通過各項措施，F201瓦斯耗量從2 000 Nm3/h降低至1 600 Nm3/h。經過降壓操作，C-202回流比穩定在1.0，石腦油干點控制在159～169℃，柴油閃點穩定在70℃以上。石腦油外送量提高至36 t/h，石腦油外送溫度不超指標。

4 結束語

FCC重汽油中壓加氫后生產的石腦油，硫、氮等雜含量均滿足重整進料要求。石腦油芳潛為48.18，滿足設計要求，其特點是環烷烴含量低，芳烴含量高。

200×104t/a柴油加氫裝置摻煉FCC重汽油，石腦油收率可提高至16.8%。在裝置高負荷運行階段，出現分餾塔C-202運行過程中塔頂超負荷的瓶頸問題。通過硫化氫汽提塔C201降壓操作、分餾塔C202降壓操作、F201出口溫度降溫操作，瓶頸問題得以解決，石腦油外送溫度不超指標，石腦油干點、柴油閃點滿足質量要求，石腦油總量提高到了36 t/h。