探討降低柴汽比的技術措施在煉油廠的實踐與應用

張富安 楊瑞 楊靜云 賈芳科

（中石油呼和浩特石化公司 內蒙古呼和浩特 010070）

現階段，我國柴油銷量逐漸降低，尤其是在社會市場經濟和其他因素影響的情況下，目前的柴油銷量已經比汽油銷量更低，導致柴汽比供應范圍失調、柴油出現過?，F象。為了確保柴汽比能夠適應不斷變化的市場經濟需求，保證柴油和汽油的供求需平衡，防止柴油產能過剩，需要利用科學合理的技術措施降低柴汽比，保證能源安全，同時促進市場經濟可持續發展［1］。

1 裝置優化措施

1.1 常減壓蒸餾裝置優化

常減壓蒸餾裝置優化是降低柴汽比措施中的重要類型。為了實現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水一側的管線直徑也從150mm擴大到200mm；在增加常壓塔塔頂循環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，因為常壓塔不同側線的收率和取熱分布發生了極大變化，還需要完成換熱網絡調整作業。

經過改造后的常一線油收率從原有的7.3%增加到現有的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 柴油加氫裝置優化

在柴油加氫裝置優化改進的過程中，主要是對加氫裝置分餾塔進行優化，可以增加側線抽出，拔出175～210℃的重石腦油分餾，將其作為石腦油產品或者汽油調和組分應用。對柴油加氫裝置分餾塔增加側線的產品收率及質量變化情況進行分析，發現側線產品的產量大約為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℃，能夠減少柴油產品產量大約0.3Mt∕a，汽油的調和組分產量增加了0.3Mt∕a。除此之外，因為側線產品的十六烷指數比較低，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品十六烷值。

1.3 噴氣燃料加氫裝置優化

在噴氣燃料加氫裝置優化過程中，主要是開展擴能改造工作，可以在原有的加氫精制反應器前增加加氫精制反應器，將其與原反應器進行串聯操作。這樣，反應進料加熱爐可以由單管程變為雙管程，同時更換燃燒器，增加反應產物—混氫油換熱器、噴氣燃料產品—生成油換熱器換熱面積，再增加一臺反應原料進料泵、噴氣燃料產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，可以使噴劑燃料產品增加0.4Mt∕a的產量，并且柴油產品的產量減少大約0.36Mt∕a［3］。

1.4 加氫裂化裝置優化

加氫裂化裝置優化調整也是降低煉油廠柴汽比的主要技術方案。加氫裂化裝置為低負荷運行狀態，在這一情況下，可以充分發揮加氫裂化裝置運行方案的靈活性。利用不斷的優化操作，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，并且是優質的重整原料。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和組分應用。在具體的操作過程中，可以利用煤油全循環操作，并將部分柴油組分進入到循環過程中，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化后，發現優化調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。在原料優化過程中，根據直流柴油加氫裂化裝置生產噴氣燃料技術，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，對優化后的加氫裂化裝置產品收率進行分析發現，常三線油裝置的氫消耗量降低大約2.93%，并且通過優化操作，可以增加輕、重石腦油的產量，合計25.6t∕h。此外，還可以減少柴油的產量，大于0.18Mt∕a，汽油組分增加大約為0.22Mt∕a。

2 增產汽油措施

2.1 直餾柴油增產汽油

為了降低柴汽比，還需要增加汽油的產量。利用直流柴油增產汽油時，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。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。

在運行處于平穩狀態的情況下，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。但是因為增加產量的汽油是催化汽油，會對汽油池的辛烷值產生影響，導致其下降，再加上催化裂化直流柴油的加氫精制原料組分出現變化，柴油池的十六烷值也下降。

2.2 催化柴油增產汽油

在對催化柴油增產汽油的措施進行應用的過程中，可以從以下角度出發。

第一，加氫轉化制汽油。現階段，柴油中加入氫改質技術的使用范圍比較廣，但是并不適合在催化柴油加氫改質中進行應用，主要是催化裂化的反應機理影響的催化裂化反應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化的方式制取汽油。這一生產技術能夠提高催化柴油的品質，并且能生產出附加值相對較高的汽油。這一技術在應用過程中，主要是利用催化劑將原材料中的二環、三環等稠環芳烴進行有選擇性地加氫與開環，同時，嚴格控制原料內多環芳烴的飽和深度，產出含量比較高的單環芳烴產品，可以優化利用催化柴油。

目前，該工藝在應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，其原料和產品工藝指標存在一定差異，采取的工藝存在一定差別。因此，這一技術在應用過程中能夠調節柴油產率，降低煉油廠的柴汽比。而且這一工藝技術在應用過程中，因為受反應原理的影響，能夠改善柴油和汽油的品質，有利于增加煉油廠的經濟效益。對利用該技術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，生產辛烷值較高的汽油或者輕質芳烴。LTAG技術全稱為“LCO to Aromatics and Gasoline”。在這一技術應用過程中，催化裂化柴油選擇性加氫飽和—選擇性催化裂化組合，能夠產出高辛烷值的汽油或者輕質芳烴。在具體的工藝應用過程中，研究者需要以催化裂化柴油組分的具體特點為基礎，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，從而確定生產出辛烷值相對較高的汽油或者輕質芳烴最佳反應路徑。

LTAG 工藝在運行中是將加氫單元與催化單元進行結合的應用類型。在該技術應用過程中，可以對加氫深度進行控制，從而抑制在生產過程中的副反應。在催化裂化單元中，可以選擇催化劑及配套的工業條件優化發揮協同作用，減少環烷基單環芳烴存在的氫轉移反應，同時，可以加強環烷環開環裂化的反應。除此之外，能夠把催化裂化柴油轉化成輕質單環芳烴，或者辛烷值相對較高的汽油調和成分。與其他的相關技術相比，LTAG 技術在應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生的影響相對較小。在該技術實施過程中，其應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 其他優化措施

除了以上優化技術之外，為了增產汽油，還可以在兩套催化裂化裝置上利用多產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 內部富B 酸多級孔基質材料含量比較高，可以提升重油轉化的性能，同時能夠提升汽油的收率。在技術優化改進過程中對該催化劑進行應用，發現使用多產汽油的催化裂化催化劑LPC-70，即使原料劣質化的情況下，汽油質量收率仍然能夠增加2.6%，柴油質量收率下降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改造。在發揮催化劑LPC-65∕LPC-7 富B 酸多級孔基質材料的優勢同時，對抗重金屬污染技術、高稀土含量超穩Y降烯烴技術、高性能ZSM-5分子篩增加辛烷值技術等進行綜合應用，可以提升氫選擇性和轉移活性。其活性比較高，重油轉化能力也相對較強，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用后，一套催化裂化裝置的汽油質量收率能夠增加1.2%左右，柴油質量收率下降1.1%左右；而兩套催化裂化裝置的汽油質量收率增加大約為4%，柴油質量收率下降4.3%。除此之外，液態烴質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，提高整體生產力，降低柴油產量。在某煉油廠航煤加氫裝置設置過程中，其設置的性能為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和柴油，對壓產柴油會產生負面影響。隨著我國經濟的不斷發展，當前的煉油廠航煤生產能力在不斷提升。在這種情況下，需要拓展航煤市場，提高其整體生產力，才能夠實現壓產柴油，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改造措施以及生產優化措施后，在煉油生產過程中，柴汽比出現了明顯的降低趨勢，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，汽油產量也有明顯的增加情況，增加0.44Mt∕a，煤油產量增加1.03Mt∕a，柴油產量降低了0.79Mt∕a。但是對該煉油廠近些年的柴汽比進行分析發現，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，這片區域煉油廠逐步進入檢修階段，為了保證能夠滿足市場供應需求，分階段性地增產柴油，但是全廠的柴汽比整體為下降趨勢［6］。

4 結語

總而言之，在煉油廠發展過程中，降低柴汽比是對煉油廠產品是否滿足市場經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，利用科學合理的措施增加汽油產量，對各項裝置進行優化和改進，壓產柴油，用以降低柴油產量與柴汽比的目的。在具體的操作過程中，利用科學合理的技術措施降低柴氣比，除了能夠滿足市場供求關系之外，還有利于促進煉油廠的長遠可持續發展，對保障能源安全有積極意義。