MIP工艺在催化裂化装置上的应用.pdf

petroleum processing and petrochemicals 2010 年 第 41 卷 第 2 期 - - mip工艺在催化裂化装置上的应用 李 乃 义 （中原油田石油化工总厂， 濮阳 457165） 摘要 介绍了石油化工科学研究院研制的 mip 技术在中原石油化工总厂催化裂化装置上的 应用情况。运行结果表明， 该技术具有良好的降低汽油烯烃含量的能力， 对降低汽油硫含量也有 一定作用， 使用后汽油烯烃体积分数由 40% 下降到 25% 35%， 硫含量从 600 g/g 左右降低到 500 g/g 以下， 产品分布较好， 装置能耗和加工成本有所降低。 关键词： 催化裂化 烯烃 产品分布 硫含量 收稿日期： 2009-03-02； 修改稿收到日期： 2009-05-25。 作者简介： 李乃义， 高级工程师， 1987 年毕业于大庆石油学院 炼制系， 一直从事炼油化工工作。 1 前 言 中原油田石油化工总厂催化裂化装置的原料 是常压渣油， 加工能力为 500 kt/a， 汽油中烯烃体积 分数在 40% 左右， 硫含量最高为 640 g/g， 这两项 指标偏高， 影响汽油的出厂和经济效益的提高。又 因为原油性质日益变重和国家对石油产品环保要 求的提高， 中原油田石油化工总厂对催化裂化装置 进行了 mip 工艺技术改造， 不仅使催化裂化汽油 烯烃体积分数降低到 25%， 而且使汽油硫含量降 低到 500 g/g 以下， 提高了产品质量并有效地降低 了装置能耗和加工成本， 取得了良好的经济效益。 2 改造前存在的问题 （1） 装置能耗较高。由于原设计没有低温热 的回收， 因而造成循环水和能量的双重浪费。 （2） 汽油质量难以达到质量指标， 其中包括烯 烃含量和硫含量。 （3） 产品质量升级代价大。为了满足汽油新 标准对烯烃含量的要求， 如果使用 mgd 工艺技 术， 即通过回炼粗汽油增产丙烯、 并降低汽油烯烃 含量的技术， 不但会使装置的原料加工能力降低， 而且会大大增加装置能耗。 （4） 催化裂化装置生焦率高， 再生系统烧焦能 力不足， 沉降器汽提段汽提效果不好， 焦炭中氢含 量偏高。 （5）分馏塔顶冷却能力明显不足， 导致分馏 塔顶油气冷却后温度在 55 左右， 富气量增加较 多， 气压机已满负荷运转。 3 mip 工艺原理1-5 mip工艺是一种以多生成异构烷烃和芳烃为 目的的催化裂化新工艺， 它将反应过程分为两个 区， 以烯烃为结合点， 生成烯烃为第一反应区， 烯 烃转化反应为第二反应区。第一反应区的操作方 式类似常规催化裂化方式， 即高温、 短接触时间和 高剂油比。该区反应苛刻度应高于目前催化裂化 的反应苛刻度， 这样可以达到在短时间内将较重 的原料油裂化生成烯烃， 并且可以保留更多的较 大分子烯烃。同时高反应苛刻度可以减少汽油组 成中的低辛烷值组分 （正构烷烃和环烷烃） ， 对提 高汽油的辛烷值非常有利。 由于烯烃生成异构烷烃既有平行反应又有串 联反应， 且反应温度低对其生成有利， 故在第二反 应区内采取不同于常规催化裂化的操作方式。在 第一反应区末端通入冷却介质， 降低第二反应区 的反应温度； 增大第二反应区的截面积延长油气 和催化剂的停留时间， 促进大分子烯烃氢转移反 应和异构化反应的发生， 使汽油中的烯烃含量降 低， 异构烷烃和芳烃含量增加， 达到多产异构烷烃 和芳烃的目的。 mip 两段反应新型提升管技术突破了现有的 催化裂化工艺对氢转移反应的限制， 实现了烯烃 的裂化反应、 氢转移反应和异构化反应的可控性 和选择性， 达到了降低汽油烯烃含量的目的。 4 改造前后的比较 4.1 改造前后的汽油烯烃含量变化 改造前后的汽油烯烃含量变化见图 1。其 加工工艺 2010 年 第 41 卷 第 2 期 - - 中， 45 月份的数据为改造前汽油烯烃含量 ,7 月份数据为改造后烯烃含量。由图 1 可见， 改 造前汽油烯烃体积分数基本在 35% 40%， 有 时超过 40%；改造后， 汽油烯烃体积分数控制在 25% 35%， 满足产品质量要求。 图 1 改造前后汽油烯烃含量对比 4.2 改造前后汽油硫含量变化 改造前后汽油硫含量变化见图 2。由图 2 可 以看出， 改造前催化裂化汽油硫含量较难控制， 在 600 g/g 左右， 基本符合汽油硫含量占原料硫含 量 10% 的规律。改造后， 汽油硫含量基本维持在 500 g/g 以下， 相比改造前降硫效果达到 16.7%。 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 04-0105-09 10-0811-0511-27 汽油硫含量/gg-1 图 2 改造前后汽油硫含量对比 4.3 改造前后产品收率数据对比 改造前后产品收率统计数据见表 1。由表 1 可见， 经过技术改造， 装置的轻油收率和总液体收 率都有较大提高， 轻油收率平均提高 5.07 个百分 点， 总液体收率平均提高 2.25 个百分点。其中汽 油收率平均上升 3.77 个百分点， 柴油收率平均上 升 1.30 个百分点， 液化气收率下降 0.09 个百分 点， 副产品油浆收率下降 2.73 个百分点， 副产品干 气及损失下降 2.73 个百分点。 4.4 改造前后装置消耗对比 改造前后装置消耗数据见表 2。由表 2 可见， 表 1 改造前后产品收率 % 项 目改造前改造后 汽油43.97 47.74 柴油16.13 17.43 液化气20.35 20.26 油浆5.08 2.35 干气+损失5.452.72 焦炭9.029.50 轻油收率60.1065.17 总液体收率85.5387.78 改造后电耗下降幅度较大， 主要原因在于催化裂 化装置最主要的耗电设备烟气轮机正常运 行， 实际耗电量波动不大， 而装置的加工量提高， 因此单耗下降， 从改造前的 55.43 kwh/t， 下降到改 造后的 43.39 kwh/t；新鲜水、 脱氧水、 蒸汽、 压缩 风的单耗都有大幅度下降。 项 目改造前改造后 电/kwh 55.4343.39 新鲜水/t 0.0750.06 脱氧水/t 0.7360.72 蒸 汽/t 0.280.24 自产蒸汽/t 0.690.68 压缩风 （标准状态） /m3 t-1 15.113.08 加工量/th -1 31 51337 453 反再系统消耗蒸汽/kgh -1 6 7204 585 表 2 改造前后各项单耗数据对比 蒸汽消耗方面， 改造前后分馏系统、 吸收稳定 系统及附属装置的蒸汽消耗没有发生变化， 蒸汽 的自产与消耗的变化集中在反应再生系统 （反再 系统） 。反再系统蒸汽消耗下降 2 135 kg/h， 主要 体现在汽提蒸汽用量上。改造前汽提段汽提蒸汽 用量为 3 t/h， 改造后采用两段汽提的蒸汽用量共 计 1.62 t/h； 另外， 高效汽提分布环的应用， 也有利 于汽提蒸汽用量的减少。 4.5 改造前后加工能力的比较 mip 工艺可以提高催化裂化装置的加工能 力。中原油田石油化工总厂催化裂化装置在改 造前经过历次技术革新， 渣油最大加工量只达到 380 kt/a。mip 技术改造后， 装置年加工量有较大 幅度的增加， 加工量变化见图 3。 4.6 改造前后经济效益比较 以改造前原有的 mgd 工艺技术作为比较 基础， 汽油价格按照 4 995 元/t， 柴油价格按照 4508 元/t， 液化气价格按照 4 500 元/t， 油浆价格 按照 2642 元/t， 新鲜水价格按照 3.9 元/t， 蒸汽价 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 04-01 04-09 04-17 04-25 05-0307-03 08-02 08-1805-11 日期 汽油烯烃体积分数,% 2010, vol. 41, no. 2 - - 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 2005200620072008 年份 加工量/kta-1 图 3 年加工量对比 格按照 45 元/t， 软化水价格按照 10 元/t， 除氧水价 格按照 8.5 元/t， 压缩空气价格按照 0.15 元/m3 （标 准状态） ， 电价格按照0.65 元/ （kwh） ， 年加工量按 500 kt 渣油计算， 年增加利润可达 3 777.58 万元。 5 结 论 中原油田石油化工总厂催化裂化装置从 2006 年 6 月 mip 工艺技术改造开工以来， 已平稳运行 3 年， 至今仍在运行中,装置生产各项指标优良。 使用 mip 工艺后， 轻油收率提高 5.07 个百分点， 总液体收率提高 2.25 个百分点， 汽油烯烃体积分 数由 40% 降到 25% 35%， 硫含量从 600 g/g 左 右降低到 500 g/g 以下， 装置能耗下降， 年增加经 济效益 3 777.58 万元。 参 考 文 献 1 魏晓丽， 龙军. mip 技术反应过程中裂化反应链引发的机理 研究 j. 石油炼制与化工， 2005， 36 （5） :18-22 2 许友好， 龚剑洪， 刘宪龙， 等. 第二反应区在 mip 工艺过程中所 起作用的研究 j. 石油炼制与化工， 2006， 37 （12） :30-33 3 黄汝奎， 韩文栋. mip-cgp 工艺对汽油硫含量的影响 j. 石油炼制与化工， 2006， 37 （7） :16-20 4 许友好， 龚剑洪， 张久顺， 等. 降低干气和焦炭产率的 mip 工 艺研究 j. 石油炼制与化工， 2007， 38 （10） :7-11 5 杨健， 谢晓东， 蔡智， 等. mip-cgp 技术的工业试验 j.石油 炼制与化工， 2006， 37 （8） :54-59 an application of mip process in fcc unit li naiyi （zhongyuan general petrochemical works, puyang 457165） abstract the application of mip process developed by research institute of petroleum processing in the fcc unit of zhongyuan petrochemical company was introduced. the one year operation data showed that the olefin content and sulfur content of the gasoline post to revamping were lower than those of prior to revamping, such as the olefin volume content was dropped from 40% to 25%35% and sulfur content was decreased from around 600 g/g to less than 500 g/g, the product slates were good. besides,processing fee and the energy consumption of the unit were reduced. key words：catalytic cracking;olefin;product slate;sulfur content 简 讯 美国工程公司 kbr 日前表示， 韩国 sk 公司计划在 2010 年开启位于韩国蔚山炼油厂内一套基于新的丙烯优 化技术的烯烃抽提装置。 据 kbr 公司称， 新的先进催化烯烃 （aco） 技术是由 sk 和 kbr 公司共同开发的， 是利用催化路线从石脑油抽 2010 年全球首套 aco 烯烃抽提 工业化装置将