探討降低柴汽比的技術(shù)措施在煉油廠的實踐與應(yīng)用

張富安 楊瑞 楊靜云 賈芳科

（中石油呼和浩特石化公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

現(xiàn)階段，我國柴油銷量逐漸降低，尤其是在社會市場經(jīng)濟和其他因素影響的情況下，目前的柴油銷量已經(jīng)比汽油銷量更低，導(dǎo)致柴汽比供應(yīng)范圍失調(diào)、柴油出現(xiàn)過剩現(xiàn)象。為了確保柴汽比能夠適應(yīng)不斷變化的市場經(jīng)濟需求，保證柴油和汽油的供求需平衡，防止柴油產(chǎn)能過剩，需要利用科學(xué)合理的技術(shù)措施降低柴汽比，保證能源安全，同時促進市場經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展［1］。

1 裝置優(yōu)化措施

1.1 常減壓蒸餾裝置優(yōu)化

常減壓蒸餾裝置優(yōu)化是降低柴汽比措施中的重要類型。為了實現(xiàn)常一線餾分全部拔除，并將其與柴油餾分進行清晰切割，需要對原有的常減壓蒸餾裝置進行改進。更換常壓塔上部塔盤，增加其開孔率，同時更換常一線油泵葉輪，增加電機功率，將工藝管線直徑從原有的150mm 擴大到200mm［2］，而常一線油的水冷卻器循環(huán)水一側(cè)的管線直徑也從150mm擴大到200mm；在增加常壓塔塔頂循環(huán)油泵和電機功率的情況下，需要將工藝管線的直徑從原有的350mm增加到450mm，因為常壓塔不同側(cè)線的收率和取熱分布發(fā)生了極大變化，還需要完成換熱網(wǎng)絡(luò)調(diào)整作業(yè)。

經(jīng)過改造后的常一線油收率從原有的7.3%增加到現(xiàn)有的10.9%，終餾點的溫度也上升到259℃，柴油餾分初餾點的溫度上升到207℃。

1.2 柴油加氫裝置優(yōu)化

在柴油加氫裝置優(yōu)化改進的過程中，主要是對加氫裝置分餾塔進行優(yōu)化，可以增加側(cè)線抽出，拔出175～210℃的重石腦油分餾，將其作為石腦油產(chǎn)品或者汽油調(diào)和組分應(yīng)用。對柴油加氫裝置分餾塔增加側(cè)線的產(chǎn)品收率及質(zhì)量變化情況進行分析，發(fā)現(xiàn)側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)量大約為35t∕h，收率為8.47%；精制柴油初餾點從原有的170.5℃上升到210.5℃，能夠減少柴油產(chǎn)品產(chǎn)量大約0.3Mt∕a，汽油的調(diào)和組分產(chǎn)量增加了0.3Mt∕a。除此之外，因為側(cè)線產(chǎn)品的十六烷指數(shù)比較低，平均值約為38，在組分拔出后，可以提高分流塔塔里的柴油產(chǎn)品十六烷值。

1.3 噴氣燃料加氫裝置優(yōu)化

在噴氣燃料加氫裝置優(yōu)化過程中，主要是開展擴能改造工作，可以在原有的加氫精制反應(yīng)器前增加加氫精制反應(yīng)器，將其與原反應(yīng)器進行串聯(lián)操作。這樣，反應(yīng)進料加熱爐可以由單管程變?yōu)殡p管程，同時更換燃燒器，增加反應(yīng)產(chǎn)物—混氫油換熱器、噴氣燃料產(chǎn)品—生成油換熱器換熱面積，再增加一臺反應(yīng)原料進料泵、噴氣燃料產(chǎn)品泵以及汽提塔塔頂回流泵，還要整體更換汽提塔的直徑，從原有的2.0m 擴增到2.8m，經(jīng)過改造后，噴氣燃料加氫裝置的加工能力能夠提高到最大可以達到1.2Mt∕a。常一線油全部進噴氣燃料加氫裝置進行加工，可以使噴劑燃料產(chǎn)品增加0.4Mt∕a的產(chǎn)量，并且柴油產(chǎn)品的產(chǎn)量減少大約0.36Mt∕a［3］。

1.4 加氫裂化裝置優(yōu)化

加氫裂化裝置優(yōu)化調(diào)整也是降低煉油廠柴汽比的主要技術(shù)方案。加氫裂化裝置為低負荷運行狀態(tài)，在這一情況下，可以充分發(fā)揮加氫裂化裝置運行方案的靈活性。利用不斷的優(yōu)化操作，可以降低柴汽比。加氫裂化裝置在運行中，重石腦油芳烴潛含量比較高，并且是優(yōu)質(zhì)的重整原料。而輕石腦油辛烷值比較高，硫含量相對較低，可以將其作為汽油調(diào)和組分應(yīng)用。在具體的操作過程中，可以利用煤油全循環(huán)操作，并將部分柴油組分進入到循環(huán)過程中，提高將加氫裂化裝置輕、重石腦油收率。在對加氫裂化裝置進行優(yōu)化后，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整后的輕石腦油收率提高20%左右，而重石腦油收率也提高15%左右。在原料優(yōu)化過程中，根據(jù)直流柴油加氫裂化裝置生產(chǎn)噴氣燃料技術(shù)，將一部分常三線油作為加氫裂化的主要原料，可以煉化為輕石腦油、重石腦油及噴氣燃料組分，從而降低全廠的柴汽比。可以將部分常三線油加氫裂化裝置改進，對優(yōu)化后的加氫裂化裝置產(chǎn)品收率進行分析發(fā)現(xiàn)，常三線油裝置的氫消耗量降低大約2.93%，并且通過優(yōu)化操作，可以增加輕、重石腦油的產(chǎn)量，合計25.6t∕h。此外，還可以減少柴油的產(chǎn)量，大于0.18Mt∕a，汽油組分增加大約為0.22Mt∕a。

2 增產(chǎn)汽油措施

2.1 直餾柴油增產(chǎn)汽油

為了降低柴汽比，還需要增加汽油的產(chǎn)量。利用直流柴油增產(chǎn)汽油時，需要對某煉油廠采取的重油催化裂化裝置進行改造。在改造之前，進料組主要是減壓渣油、減壓蠟油、常壓渣油、焦化蠟油等；對該裝置進行改造后，可以將27t∕h的直流柴油直接輸送到催化裂化裝置完成摻煉。摻煉的柴油原料為加氫精制的原料，在混入重油催化裂化原料后，可以降低密度，改善原料的性質(zhì)。在這一操作過程中，第一提升管與第二提升管的溫度都明顯提升，燒焦罐底部的溫度及再生器密相床層的溫度為下降狀態(tài)。

在運行處于平穩(wěn)狀態(tài)的情況下，對裝置進行標志，可以確定摻煉直流柴油后，催化裂化裝置的汽油收率有明顯的增加趨勢，且增加幅度比柴油更高，有利于降低柴氣比。經(jīng)過改造后，全廠的柴油平均收率降低約3%，而汽油的平均收率大約提高2.9%，柴汽比下降0.27 個單位，下降效果比較明顯。但是因為增加產(chǎn)量的汽油是催化汽油，會對汽油池的辛烷值產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其下降，再加上催化裂化直流柴油的加氫精制原料組分出現(xiàn)變化，柴油池的十六烷值也下降。

2.2 催化柴油增產(chǎn)汽油

在對催化柴油增產(chǎn)汽油的措施進行應(yīng)用的過程中，可以從以下角度出發(fā)。

第一，加氫轉(zhuǎn)化制汽油。現(xiàn)階段，柴油中加入氫改質(zhì)技術(shù)的使用范圍比較廣，但是并不適合在催化柴油加氫改質(zhì)中進行應(yīng)用，主要是催化裂化的反應(yīng)機理影響的催化裂化反應(yīng)無法影響到原料中的芳烴，會使催化柴油中的芳烴含量比較高，而十六烷值比較低。為了解決這些問題，可以利用催化柴油加氫轉(zhuǎn)化的方式制取汽油。這一生產(chǎn)技術(shù)能夠提高催化柴油的品質(zhì)，并且能生產(chǎn)出附加值相對較高的汽油。這一技術(shù)在應(yīng)用過程中，主要是利用催化劑將原材料中的二環(huán)、三環(huán)等稠環(huán)芳烴進行有選擇性地加氫與開環(huán)，同時，嚴格控制原料內(nèi)多環(huán)芳烴的飽和深度，產(chǎn)出含量比較高的單環(huán)芳烴產(chǎn)品，可以優(yōu)化利用催化柴油。

目前，該工藝在應(yīng)用過程中的主要代表包括LCO UnicrackingTM工藝、FD2G 工藝、RLG 工藝等［4］。不同的技術(shù)，其原料和產(chǎn)品工藝指標存在一定差異，采取的工藝存在一定差別。因此，這一技術(shù)在應(yīng)用過程中能夠調(diào)節(jié)柴油產(chǎn)率，降低煉油廠的柴汽比。而且這一工藝技術(shù)在應(yīng)用過程中，因為受反應(yīng)原理的影響，能夠改善柴油和汽油的品質(zhì)，有利于增加煉油廠的經(jīng)濟效益。對利用該技術(shù)的典型煉油廠進行分析，全廠柴汽比能夠降低0.1到0.5個單位。

第二，生產(chǎn)辛烷值較高的汽油或者輕質(zhì)芳烴。LTAG技術(shù)全稱為“LCO to Aromatics and Gasoline”。在這一技術(shù)應(yīng)用過程中，催化裂化柴油選擇性加氫飽和—選擇性催化裂化組合，能夠產(chǎn)出高辛烷值的汽油或者輕質(zhì)芳烴。在具體的工藝應(yīng)用過程中，研究者需要以催化裂化柴油組分的具體特點為基礎(chǔ)，對催化裂化柴油中含量比較多的烴類分子進行選擇，定制選擇性的催化裂化組合，從而確定生產(chǎn)出辛烷值相對較高的汽油或者輕質(zhì)芳烴最佳反應(yīng)路徑。

LTAG 工藝在運行中是將加氫單元與催化單元進行結(jié)合的應(yīng)用類型。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，可以對加氫深度進行控制，從而抑制在生產(chǎn)過程中的副反應(yīng)。在催化裂化單元中，可以選擇催化劑及配套的工業(yè)條件優(yōu)化發(fā)揮協(xié)同作用，減少環(huán)烷基單環(huán)芳烴存在的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，同時，可以加強環(huán)烷環(huán)開環(huán)裂化的反應(yīng)。除此之外，能夠把催化裂化柴油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)單環(huán)芳烴，或者辛烷值相對較高的汽油調(diào)和成分。與其他的相關(guān)技術(shù)相比，LTAG 技術(shù)在應(yīng)用過程中的投資相對較少，并且操作比較靈活方便，裝置也容易改造。催化裂化柴油轉(zhuǎn)化率比較高，氫耗率比較低，汽油辛烷值相對較高，汽油選擇性良好。LTAG技術(shù)的催化柴油加氫的效果比較好，并且催化使用的重油加工負荷產(chǎn)生的影響相對較小。在該技術(shù)實施過程中，其應(yīng)用的效果和加氫單元與催化單元裝置的具體情況存在密切的關(guān)系［5］。因此，需要對這兩個單元進行深入研究，并增加汽油在煉化過程中的辛烷值，降低在工藝運行中的氫耗，降低煉油廠的柴汽比。

2.3 其他優(yōu)化措施

除了以上優(yōu)化技術(shù)之外，為了增產(chǎn)汽油，還可以在兩套催化裂化裝置上利用多產(chǎn)汽油催化裂化催化劑LPC-70，也可以提高汽油收率，降低柴汽比。催化裂化催化劑LPC-70 內(nèi)部富B 酸多級孔基質(zhì)材料含量比較高，可以提升重油轉(zhuǎn)化的性能，同時能夠提升汽油的收率。在技術(shù)優(yōu)化改進過程中對該催化劑進行應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)使用多產(chǎn)汽油的催化裂化催化劑LPC-70，即使原料劣質(zhì)化的情況下，汽油質(zhì)量收率仍然能夠增加2.6%，柴油質(zhì)量收率下降2.8%左右，柴汽下降到0.39，下降效果相對明顯。

在某煉油廠中，一套催化裂化裝置利用降烯烴催化劑LPC-65，兩套催化裂化裝置利用降烯烴催化劑LPC-70，同時完成催化裂化裝置工業(yè)改造。在發(fā)揮催化劑LPC-65∕LPC-7 富B 酸多級孔基質(zhì)材料的優(yōu)勢同時，對抗重金屬污染技術(shù)、高稀土含量超穩(wěn)Y降烯烴技術(shù)、高性能ZSM-5分子篩增加辛烷值技術(shù)等進行綜合應(yīng)用，可以提升氫選擇性和轉(zhuǎn)移活性。其活性比較高，重油轉(zhuǎn)化能力也相對較強，還具有較強的抗重金屬污染和良好的焦炭選擇性，能夠在明顯降低汽油烯烴的情況下提高汽油收率，降低柴油收率。新型催化裂化催化劑在應(yīng)用后，一套催化裂化裝置的汽油質(zhì)量收率能夠增加1.2%左右，柴油質(zhì)量收率下降1.1%左右；而兩套催化裂化裝置的汽油質(zhì)量收率增加大約為4%，柴油質(zhì)量收率下降4.3%。除此之外，液態(tài)烴質(zhì)量收率也有明顯的增加趨勢，總液收增加明顯，催化劑單耗下降，說明新型催化裂化催化劑的應(yīng)用對煉油廠來說，降低柴汽比的效果相對良好。

除此之外，還要加強開展航煤市場，提高整體生產(chǎn)力，降低柴油產(chǎn)量。在某煉油廠航煤加氫裝置設(shè)置過程中，其設(shè)置的性能為300kt∕a，在航煤市場需求為低于25kt∕月的時候，盈余航煤組分會被迫調(diào)和柴油，對壓產(chǎn)柴油會產(chǎn)生負面影響。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，當前的煉油廠航煤生產(chǎn)能力在不斷提升。在這種情況下，需要拓展航煤市場，提高其整體生產(chǎn)力，才能夠?qū)崿F(xiàn)壓產(chǎn)柴油，降低煉油廠的柴汽比的目的。

3 以某煉油廠為例開展實踐分析

近些年來，某煉油廠實施以上技術(shù)改造措施以及生產(chǎn)優(yōu)化措施后，在煉油生產(chǎn)過程中，柴汽比出現(xiàn)了明顯的降低趨勢，從最開始的2.3降低到0.83。并且在原油加工量增加幅度比較小的情況下，汽油產(chǎn)量也有明顯的增加情況，增加0.44Mt∕a，煤油產(chǎn)量增加1.03Mt∕a，柴油產(chǎn)量降低了0.79Mt∕a。但是對該煉油廠近些年的柴汽比進行分析發(fā)現(xiàn)，其在2019年煉油柴汽比有所增大，上升到1.28，原因如下：由于在2019年4～6月完成了裝置大檢修，在檢修完成之后，這片區(qū)域煉油廠逐步進入檢修階段，為了保證能夠滿足市場供應(yīng)需求，分階段性地增產(chǎn)柴油，但是全廠的柴汽比整體為下降趨勢［6］。

4 結(jié)語

總而言之，在煉油廠發(fā)展過程中，降低柴汽比是對煉油廠產(chǎn)品是否滿足市場經(jīng)濟供求平衡進行衡量的重要標準。在具體的研究過程中，需要從煉油廠的實際出發(fā)，利用科學(xué)合理的措施增加汽油產(chǎn)量，對各項裝置進行優(yōu)化和改進，壓產(chǎn)柴油，用以降低柴油產(chǎn)量與柴汽比的目的。在具體的操作過程中，利用科學(xué)合理的技術(shù)措施降低柴氣比，除了能夠滿足市場供求關(guān)系之外，還有利于促進煉油廠的長遠可持續(xù)發(fā)展，對保障能源安全有積極意義。