常压-催化裂化标定报告.doc

中国石化集团公司洛阳石化工程公司工程研究院炼厂常压催化裂化装置标定报告中国石化洛阳石化工程公司工程研究院2008.11.10编写：审核：审定：目录一 前言 11概况 2标定工作简介二 第一部分样品分析测试 51样品采集2样品分析 3分析结果 4小结 三第二部分套初馏-常压蒸馏装置标定 211装置概况 2标定数据 3工艺计算 4技术评价5小结 四第三部分套催化裂化装置标定 371装置概况 2原料油3催化剂 4标定核算结果5.分馏塔塔板水力计算 6结论7建议五第四部分装置的能耗计算 91 1常压-催化装置能耗计算 2小结前 言 一、概况延长油矿管理局永坪炼厂套常压蒸馏装置设计规模为200万吨/年加工延长混合原油；套重油催化裂化装置采用北京石科院的mip 技术，设计规模为80万吨/年，加工延长混合常渣。两套装置由中国石化集团公司洛阳石化工程公司设计，于2004年4月顺利开工，到目前为止,常压装置、重油催化裂化装置运转正常平稳。为了全面掌握装置的生产情况和达标验收, 永坪炼厂决定对两套装置进行全面的工艺技术标定。因此, 永坪炼厂与洛阳石化工程公司工程研究院组成联合标定小组,于2004年10月12 日至10月16日对上述装置进行了工艺技术标定,其标定内容如下: （1）原料油、催化剂及各产品的分析测试; （2）常压蒸馏装置的标定及工艺核算; （3）重油催化裂化装置的标定及工艺核算; （4）常压蒸馏、催化裂化装置的能耗计算。二、标定工作简介 1、标定检测方法 油品计量 两套装置的原料与产品采用流量计与油罐检尺相结合的方法进行计量检测(主要以油罐检尺数据为准),对各中间油品则主要采用装置内孔板流量计进行计量。各流量计在标定前均疏通了引压管线,并校正了仪表指标值。 气体计量常压水蒸汽、催化裂化烟气、主风、干气、水蒸汽等采用限流孔板计量。操作参数的检测各操作参数均以操作室仪表为准,操作室各仪表在标定前均进行了零点、准确度、灵敏度校正。压力检测装置各处压力均采用标准测压表进行了测量与校正。样品及数据采集常压原料、产品及中间油品;催化裂化原料、产品及中间油品、催化剂及各种气体按时取样、分析。加热炉烟气、催化烟气、干气、贫气、富气、液化气及各种污水在永坪炼厂工厂现场分析,其它样品由洛阳石化工程公司工程研究院分析。操作参数操作数据每两小时记录一次。2、标定装置常压蒸馏 标定时间2天催化裂化 标定时间2天本次标定历时4天，报告将分四部分对标定工作进行总结。装置的操作状况将分别讨论。第一部分样品分析测试报告 第一部分 样品分析测试一、样品采集本次常压装置和重油催化裂化装置标定的采样工作由永坪炼厂中心化验室按照永坪炼厂2004年生产装置标定方案的要求统一采样,具体情况如下:1、原料油:标定期间所用的原料油在储罐采集一次采够。2、催化剂:待生剂和再生剂在装置采样口采集,当天(10:00、14:00、19:00)三次采样,混合均匀后,分析混合样。3、气体样品:干气、贫气、富气、液化气、常压烟气和再生烟气按中心化验采样方式采样进行分析。4、液体中间产品:它包括初顶、常顶汽油;常一、常二线油;常压一、二中段循环油,稳定汽油和粗汽油及回炼油和油浆等。这些油样每天10:00、14:00、19:00采样一次,三次所采样品等体积混合均匀后作为一个馏出口的代表样品进行分析。二、样品分析1、分析项目本次标定分析项目按照永坪炼厂2004年生产装置标定方案规定的分析项目进行。分析项目分油气部分和水质部分,其中表11至表14的项目由永坪炼厂中心化验室分析,数据表14以后的项目均由洛阳石化工程公司工程研究院分析。2、分析方法常压和催化装置标定样品分析项目多,因此涉及到的分析方法也多,多数为国家标准方法和石化行业标准方法,此外还有一些非标准方法,如分析渣油馏程用的就是气相色谱高温模拟馏程分析方法。本次标定所采用的分析方法,有国家标准方法和石化行业标准方法的均按照标准方法进行,没有标准方法的,采用附表列出的仪器型号及主要操作条件进行分析。此外,气体和污水样品不易保存,无法带回洛阳工程研究分析,故这些样品均在永坪炼厂及时分析,以保证数据的可靠性。三、分析结果1、表11至表14分别为永坪炼厂的各项分析数据。表14列出了干气、贫气、富气、液化气、油中气和烟气的分析结果,包括催化烟气分析数据。干气数据的变化与吸收塔操作有关,可反映出吸收塔的操作是否平稳,表中干气数据表明c3组份达7.13v%，干气不干说明催化吸收塔操作负荷过大。干气中氢气含量一般小于25 v%，h2/ch4体积比为1.05不高, 说明催化裂化催化剂的重金属污染不是很严重。液化气是人们日常生活中使用的一种燃料,其质量是否合格很重要,表14分析数据表明,c5以上含量在02.2%范围内,符合c5以上含量不大于3的国家标准。液化气经过脱硫精制,达到gb11174 -97规定s343mg/m3的国家标准。烟气数据的准确与否直接关系到烧碳量和烧氢量的计算,又是判断再生器运转状况的重要数据。表14烟气数据基本合理。2、原油分析原油分析数据见表1-5-1数据表明,原油经过脱盐、脱水后,盐含量为 2.1mgnacl/l,小于3 mgnacl/l,水含量小于0.2%。说明脱盐、脱水效果不错,脱盐、脱水装置运转正常。3、催化油品分析表1-6-1和表1-6-6分别列出了套催化中间物流、汽油、催化柴油产品和催化剂性质分析结果。表中催化汽油多数指标符合国家新的汽油质量标准，但其催化汽油的烯烃含量为48.4v%，远大于汽油烯烃含量35v%的新国家标准。与套常规催化相比套的催化柴油十六烷值偏低为33.6（套常规催化柴油十六烷值为38）。4、常压油品分析常压装置油品分析结果表明,各馏分油的切割效果较好,常压装置操作平稳。四、小结在永坪炼厂技术科、常压-催化车间、中心化验室、供排水车间、储运车间和洛阳工程研究院的共同努力下,顺利完成了这次常压-催化两套装置标定工作中的采样和分析任务,分析结果及时准确,满足了装置标定计算的需要,保证了标定工作的顺利完成。表1 -1 套常压装置标定分析结果（永坪）项目石脑油常顶油初顶油一线油二线油13日14日13日14日13日14日13日14日13日14日初馏45397437404315915724124510%82719995686950%11510012311911511521120930030290%156147147153160147236235350343干点175166167166178166245243359353全馏979798989697密度720.3720.2740.4735.3743.0718.0797.1800.7830.1830.0闪点5955109112凝点-30-15+8+5项目原油渣油一中二中顶循13日14日13日14日13日14日13日14日13日14日密度823.0844.0885.2893.9807.3811.5831.5836.6未取出样品含盐23.643.45.44.8含水0.50.4初馏909233132618719225511410%21821831730030%22922933834050%23723735035370%24424335736190%252252364361以上95%2562563682001819300383935051533 ml3ml残碳2.98闪点7173129141凝点-30-30+27+28表1-2 套催化污水标定分析数据（永坪） ph酚油硫化物氨氮总磷碱度fe硬度悬浮物酸性水9.30151.9881.11373.201383.91循环水7.502.747222.521.857541.9625新鲜水7.500.028197.802.432489.388.00单位：mg/l表1-3 套催化标定分析数据（永坪） 凝缩油脱乙烷汽油粗汽油顶循环油油浆原料油回炼油稳定汽油柴油精制汽油一中烟气密度710.2705.7719.8825.5949.1896.1895.1723.0883.8893.9馏程：初馏点3030301362232831553320723810%5049501693793953685429930%18140543038131650%1021001041889927633170%19544451039833890%18620317533334995%208343353干点197195200195含盐4.8闪点75凝点-5残碳1.66博士试验通过芳烃15.8烯烃48.5饱和烃35.5co214.0co0 o22.9辛烷值ron91.7 表1-4 套催化标定气体分析数据（永坪） 再生催化剂待生催化剂干气富气贫气液化气精制液化气烟气h225.3816.0526.60-c60.281.080.60-co22.962.022.57-14.00c3h80.623.880.6212.522214.6723c3h62.6314.242.5044.640153.1596c2h2-i-c4h100.964.841.1313.381211.0573n-c4h100.240.890.282.91262.0835c4h80.963.821.1014.989611.0573i-c4h80.562.380.67t-c4h80.421.370.476.02283.8145i-c5h120.451.220.610.49820.1360c-c4h80.290.970.344.11962.6462n-c5h120.0540.170.06-o20.591.271.09-2.9n212.3610.4814.13-ch423.7717.1623.270.9104+ air1.2437+airco1.591.191.62-0c2h212.098.1310.470.00330.0331c2h613.798.8211.87定碳0.2%0.65%10月15日8：00取样10月15日8：00取样比表面113.94筛分200.3020-406.2040-8043.680-11030.911019.0微反活性62.72沉降密度0.8667g/ml充气密度0.8400g/ml压紧密度0.9579g/ml表1-5-1 套常压-催化原料油组成和性质分析(洛阳) 原 料 油原 油（脱盐后）混合常渣常规分析密度，20,kg/m3残炭， %凝点，粘度，(mm2/g) 50 80盐含量， mgnacl/l含水量， %分子量835.52.1-35.092.10.08364887.13.3-20.14.7-425元素分析c， %h， %s， g/gn， g/g85.8213.41800100886.4413.1210921819金属分析g/gnivfena0.230.43.61.34.30.78.42.4族组成饱和烃，%芳 烃，%胶质沥青质，%77.617.84.664.528.27.3高温模拟蒸馏ibp10%30%50%70%90%95%37124246347419551614334368431479537668684表1-5-2 套常压油品分析结果样品名称石 脑 油初 顶 油常 顶 油分析单位永 坪洛 阳永 坪洛 阳永 坪洛 阳密度，20，kg/m3折光，nd20酸度，mgkoh/100ml溴价，gbr/100ml腐蚀，(50,3h,cu)胶质，mg/100ml硫醇硫， g/g720.3-722.11.40860.070.1031a无 17743.0-723.61.42100.070.1023b5 15740.4-741.61.4214 0.120.3854b5 22馏程ibp10%50%90%fbp458211515617533721121491664068115160178447111415116874991231471677610212314816968 表1-5-3 套常压油品分析结果样品名称常 一 线常 二 线分析单位永 坪洛 阳永 坪洛 阳密度，20,kg/m3腐蚀，cu，50，3h酸度，mgkoh/100ml闪点，闭口， 凝点, 粘度,20,mm2/s硫，g/g氮，g/g色度,色号十六烷值折光，nd20胶质，mg/100ml797.1-59-30-800.41a0.1153-352.6872341.2 0.5451.44845830.1-109+8-828.71a2.6114+76.042568130 0.5561.46928馏程ibp10%50%90%fbp159-211236245160184213235244241-300350359240262300351360 表1-5-4 套常压中间物流分析结果样品名称一中段循环油二中段循环油顶循环油分析单位永 坪洛 阳永 坪洛 阳永 坪洛 阳密度， 20，kg/m3闪点,(闭口) ， 凝点， 折光， nd20粘度，20， mm2/s807.371-30-805.174-321.45536.285831.5129+27-832.8133+261.47417.281-740.9-1.42191.48馏程ibp10%30%50%70%90%95%fbp187218229237244252256189219231235242251258269255317338350357364368257319341351358363369374-81111-127-152-172 表1-6-1 套催化汽油分析结果 分析单位永 坪洛 阳油品名称稳定汽油精制汽油稳定汽油精制汽油常规分析密度，20，kg/m3折光，nd20酸度，mgkoh/100ml溴价，gbr/100ml腐蚀（50,3h,cu）诱导期， min胶质，mg/100ml723.1-725.51.41630.25751a4805723.61.41510.19731a4802元素分析c， %h， % s， g/g n， g/g-85.9213.721054885.9513.757144族组成饱和烃， v%烯 烃， v%芳 烃， v%35.548.516.0-35.149.915.035.448.715.9馏程ibp10%50%90%fbp335499175195-35551021731963655101174198辛烷值 ron91.7-92.292.1表1-6-2 套催化柴油分析结果分析单位永 坪洛 阳产品名称催化柴油催化柴油常规分析密度，20，kg/m3粘度，20， mm2/s凝点， 闪点(闭口)，胶质，mg/100ml折光，nd20腐蚀，(50,3h,cu)溴价，gbr/100ml苯胺点， 酸度，mgkoh/100ml883.8-575-883.54.719-375221.50371a15.8430.41元素分析c, %h, %s, g/gn, g/g-88.1111.021098708馏程ibp10%50%90%95%207-276333343205227277335344十六烷值-33.6表1-6-3 套催化中间物流性质分析结果分析单位永 坪洛 阳油 品凝缩油脱乙烷油粗汽油凝缩油脱乙烷油粗汽油密度，20，kg/m3折光，nd20710.2-705.7-719.8-718.01.4131711.21.4088725.81.4158馏程ibp10%50%90%fbp3050102-1973049100-19530501041862003249981771833151991791873251101188202 表1-6-4 套催化中间油品性质分析结果分析单位永 坪洛 阳油 品中段回流顶循环重循环油中段回流顶循环重循环油密度，20，kg/m3粘度，20，mm2/s折光，nd20893.9-825.5-895.1-896711.091.51438266-1.46868934-馏程ibp10%30%50%70%90%95%238299316331338349353136169181188195203208347368381-398-237301315330332351359133171182189194205210342365390411426459480 表1-6-5 套催化回炼油和油浆分析结果分析单位永 坪洛 阳油品回炼油油 浆回炼油油 浆常规分析密度，20，kg/m3粘度，80，mm2/s100，mm2/s残炭， m%分子量固含量，g/l895.1-949.1-893.46.944.770.27341-944.038.7116.098.053638.3元素分析c， %h， %s， g/gn， g/g-88.0111.411427179089.199.9723052560重金属分析ni， g/gv， g/gfe， g/gna， g/g-0.10.33.91.60.10.56.22.3族组成饱和烃， %芳 烃， %胶质沥青质，%-57.239.73.139.656.24.2高温模拟蒸馏ibp10%30%50%70%90%95%155368381-398-223379405-444-342365390411426459480379398435461489537559表1-6-6 套催化lrc-99催化剂分析结果(平衡剂)分析单位永 坪洛 阳化学组成al2o3,， %fe2o3， %na2o， %so4,2-， %-48.20.930.27 0.34物理性质比表面积， m2/g孔体积， ml/g表观密度， g/ml磨损指数， %113.94-0.8667-93.04 0.14 0.8593 1.41金属分析g/gnivfenacu30311716220826134433720358055003410571平衡剂筛分组成，% 120 m, 0.306.2043.630.919.02.449.62 49.34 23.16 15.43含碳量再生剂，%待生剂，%0.200.650.220.73再生剂微反活性 ma， %62.758.3 附 录1分析项目仪器名称及型号c. h重油金属含量催化剂组成及金属含量催化剂晶胞常数催化剂比表面积催化剂筛分重油族组成重油分子量重油馏程快速元素分析仪西德heraeus,chn-o-rapid等离子体发射光谱法pe plasma-1000x射线萤光法,日本理光3070型x射线衍射法,日本理光d/max-r.b 吸附法美国麦克公司asap2010n英国马尔文公司,maf5001激光粒度仪日本雅特隆公司flc/f1d分析仪vpo西德knauer意大利卡劳尔巴公司hrgc5300高温模拟蒸馏分析仪第二部分 套初馏-常压蒸馏装置标定 第二部分 套初馏-常压蒸馏装置标定 一、装置概况延长油矿管理局永坪炼油厂套常压蒸馏装置处理量设计值200万吨/年,最大加工能力240万吨/年。主要加工延长混合原油。此次标定是为了掌握装置投产后的运行工艺状态,发现问题以便为今后进行优化操作及提高经济效益提供依据。套常压蒸馏装置主要由常压炉、初馏塔、常压塔等部分组成。一般情况下，初馏塔的作用是对原油进行拔头，以减轻常压塔的蒸馏负荷，初顶油与常顶油馏分的大面积重叠即可说明初馏塔的作用。因此，在常压蒸馏装置标定中，常压炉的热效率及常压塔各抽出板的水力计算将成为重点工艺核算对象。 二、标定数据1、常压装置主要设备规格见表2-1、2-2。 2、操作参数标定测试数据见表2-3至2-5。 3、常压装置物料平衡 通过物料平衡计算,可掌握塔的进料、产品及损耗数量,结果为表2-6。 4、产品及各物流性质分析表27至表29为常压塔各物流性质数据,原油、产品的性质见本报告第一部分。三工艺计算 1、初馏塔、常压塔回流取热计算见表210。 2、初馏塔、常压塔各抽出板的水力计算见表211。 3、常压加热炉尺寸、标定数据及工艺核算见表213至表216。 表21 塔类主要设备尺寸项 目技术规格或型号备 注初馏塔28003300312（103）内设24层高效塔盘常压塔420048817（143）/18内设52层高效塔盘常压汽提18内设16层高效塔盘 表22 塔盘技术规格或型号项 目塔盘开孔率 %塔总截面积cm2降液管总面积cm2升气孔总面积cm2升气孔面积/塔截面积%降液管面积/塔截面积%塔板间距 600塔板名称 导向浮阀初馏塔 115层16.33594910.8初馏塔1624层15.23594910.8常压塔 115层12.713854415.901795716.610.8常压塔 1644层16.6138544148202298816.610.8常压塔 4547层15.613854415.902478516.610.7常压塔 4852层3.0138544557916.610.7常压汽提塔112层7.21607013.91常压汽提塔1316层3.01607013.91注：满足工艺计算的其他设备尺寸由设计部门提供。 表23 装置标定数据 时间 物流10月12日收率%10月13日收率%10月14日收率%常压蒸馏(t)常压加工量直馏汽油石 脑 油直馏柴油常 渣加工损失7129.0001087.3022154.4253494.000 5.52015.2530.2249.010.0776819.000769.138310.0002197.4943363.000179.32311.284.5532.2249.322.637011.000377.690631.9442210.3183573.000218.0405.399.01 31.5350.963.11以上数据为永坪炼厂提供数据。 表24 初馏塔操作参数项 目单 位标 定 数 据10月12日10月13日10月14日塔顶温度顶冷回流温度13层液相温度13层气相温度塔底温度原油入口温度初底油出口129281621642142172131302716016421221521112728158160216218215顶回流量塔底蒸汽原油进料量初顶油流量t/hkg/ht/ht/h14 7502973313750284351475029234塔顶压力mpa0.0450.0440.041 表25-1 常压塔操作温度参数项 目单 位标 定 数 据10月12日10月13日10月14日塔顶温度塔顶冷回流温度常一线抽出温度常二线抽出温度一中抽出温度一中返塔温度二中抽出温度二中返塔温度塔底温度进料温度过热蒸汽温度一、二线出装置10层气相温度14层气相温度24层气相温度28层气相温度34层气相温度1132417426421786314231345347375331631782582883211132017326721882319230345348 37530162178260289325112161732672198132023034535037429160175258288325表25-2 常压塔操作压力-流量参数项 目单 位标 定 数 据10月12日10月13日10月14日塔顶压力饱和蒸汽压力mpampa0.0100.7250.0090.650 0.008 0.489顶回流量 一中段回流量二中段回流量常一线流量常二线流量常底油流量（计量）塔底吹汽量一线汽提蒸汽累积流量二线汽提蒸汽累积流量常顶流量t/ht/ht/ht/ht/ht/hkg/ht/h t/h t/h221047617.3073.811421725386012231017518.3372.81135164138601121997419.6371.511331412375910表26 标定期间常压装置物料平衡（平均值） 入 方 物 料出 方 物 料物流103 kg/h占原油%物流103 kg/h占原油%初馏塔原油291.00100初顶油34.0011.68塔底油25788.32总计291.00100总计291100常压塔原料257100常 顶常一线常二线常 渣损 失11.0018.3372.81149.215.653.786.3025.0251.28 1.94总计257.0088.32总 计257.0088.32表26-1 常压装置物料平衡标定数据 项目流率103 kg/h占原油%标定值设计值标定值设计值汽 油石脑油常一线常二线常三线常 渣气体+损失34.0011.0018.3372.81-149.215.65-35.0018.7556.5016.00122.751.011.683.786.3025.02-51.281.94-14.007.5022.606.4049.100.40原油加工量291.00250.00100100表27 物流性质 项目物流密 度kg/m3运动粘度mm2/s恩氏蒸馏, 折 光n20d2080ibp10%50%90%fbp初顶油常 顶常一线常二线常顶回流一中回流二中回流常 渣 723.6 741.6 800.4 828.7 740.9 805.1 832.8 887.12.6876.0421.486.2857.28120.10447616024081189257334711021842621112193193681141232133001272353544791511482353511522513636681681692443601722693746841.42101.42141.44841.46921.42191.45531.4741注：重油为高模拟蒸馏数据表2-8 常压塔各切割馏分重叠与脱空数据项目初顶油常顶油常顶油常一线常一线常二线常二线常渣干点 ，168169244360初馏点 ，76160240