FDFCC-III工艺解析.ppt

中国石化集团洛阳石化工程公司 催化裂化增产丙烯新技术FDFCC 目录 1技术背景2FDFCC 型工艺特点3FDFCC 型工艺原理4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定6长岭分公司FDFCC 工业应用结论 1技术背景 丙烯市场需求 丙烯是石化工业的主要原料之一 近年来 我国丙烯需求量快速增长 2003年我国表观消费量突破600万吨 达到615 8万吨 比2002年增长约7 25 由于丙烯下游产业的快速发展 特别是聚丙烯装置的高速度建设 未来几年我国丙烯需求将出现持续 高速的增长 估计到2007年 我国丙烯自给率将比2003年的96 3 下降约6个百分点 丙烯供需缺口将达到80万 100万吨 丙烯主要来源 石脑油管式炉裂解制乙烯装置的副产物 占全部丙烯来源的50 左右 由于石脑油资源紧张 价格昂贵 丙烯生产成本最高 重油催化裂化装置 占全部丙烯来源的40 左右 该技术以重油馏分为原料 生产成本远远低于石脑油裂解工艺 轻烃裂解等化工技术生产的丙烯占10 左右 它们主要包括 C4 C8轻烃裂解 甲醇转化制丙烯 MTP 烯烃歧化和丙烷脱氢等 此类技术以廉价轻烃和甲醇为原料 生产成本最低 1技术背景 国外催化裂化增产丙烯技术 UOP公司开发的PetroFCC工艺 KBR和ExxonMobil公司开发的MaxofinFCC工艺 ABBLummus公司的选择组分裂解SCC工艺 芬兰NesteOy公司开发的增产气体烯烃的催化裂化NEXCC工艺 单提升管或双提升管反应流程 重油提升管采用高温 大剂油比的操作方式 使用高ZSM 5含量的助剂 采用RxCat技术 采用双提升管反应器 主催化剂采用低氢转移活性的REUSY型专用催化剂 该工艺可使减压瓦斯油原料的丙烯产率提升到18 以上 采用短接触时间提升管和直连式旋风分离器 使用高ZSM 5含量的FCC催化剂 自产粗汽油在主提升管反应器进料上方进行选择性回炼 采用OCT技术 使催化裂化过程中生成的乙烯和丁烯发生岐化生成丙烯 两台循环流化床同轴套装 一台作为反应器 一台作为再生器 NEXCC工艺采用较苛刻的操作条件 1技术背景 国内催化裂化增产丙烯技术 石油化工科学研究院开发的DCC DCC ARGG MIP CGP工艺 洛阳石化工程公司开发的FDFCC工艺 1技术背景 FDFCC 工艺特点及优势 1 采用双提升管催化工艺流程 2 大幅降低催化汽油的烯烃含量 可使催化汽油的烯烃含量降至18v 以下 汽油硫含量降低约30 辛烷值提高1 2个单位 3 采用常规催化裂化催化剂即可显著增加丙烯产率 丙烯产率提高3 6个百分点 4 不降低柴油的产率和质量 与多产丙烯的催化裂化装置相比 柴油的产率高 密度小 十六烷值高 5 可以改质多套催化裂化装置的汽油 6 装置操作灵活 市场适应性好 1技术背景 FDFCC 工艺存在的问题 1 干气 焦炭产率较高 2 能耗较高 比常规催化裂化装置能耗一般高5 10 3 无催化剂配合 丙烯提高幅度受到一定限制 4 循环催化剂的利用效率低 汽油提升管待生剂的活性依然很高 并且它的含炭量很低 直接进入再生器影响再生效率 1技术背景 目前降低干气 焦炭产率的工艺技术 1 UOP公司的 X设计 2 Petrobras公司的IsoCat工艺 3 再生斜管催化剂冷却技术 降低再生催化剂温度 1技术背景 back FDFCC 工艺特点 利用汽油提升管沉降器待生剂相对较低的温度和较高的剩余活性 将其返回重油提升管底部与再生剂混合 提高重油提升管的剂油比 降低油剂瞬间接触温度 以降低干气和焦炭产率 提高丙烯收率 改善产品分布 采用双提升管催化工艺流程 分别设置重油提升管和汽油提升管 汽油提升管另设有副沉降器和副分馏塔 即采用双沉降器双分馏塔流程 采用FDFCC工艺增产丙烯专用助剂 在催化装置最大幅度增产丙烯 2FDFCC 型工艺特点 2FDFCC 型工艺特点 back FDFCC 工艺技术的核心 将汽油提升管待生剂引入重油提升管底部与再生剂混合 提高重油提升管的剂油比 降低油剂瞬间接触温度 从而降低干气和焦炭产率 提高丙烯收率 改善产品分布 2FDFCC 型工艺原理 混合剂活性并不是两剂活性的算术平均值 而是更接近再生剂的活性 3FDFCC 型工艺原理 与再生催化剂相比 混合 再生剂与汽油管反待生剂 催化剂对催化裂化的反应性能影响很小 3FDFCC 型工艺原理 随着汽油管反待生剂返回量的增加 重油管反催化剂混合温度逐渐降低 重油裂化的干气 焦炭产率下降 丙烯产率提高 产品分布得到明显改善 返回 3FDFCC 型工艺原理 FDFCC 中试结论 1 将汽油提升管待生剂引入重油提升管底部可有效降低催化剂混合温度 提高重油反应剂油比 在汽油提升管高温 550 反应的待生剂 汽提温度500 全部返回重油提升管底部可使其催化剂混合温度最大降至615 通过控制汽油提升管待生剂返回重油提升管底部的引入量 可以使重油提升管底部催化剂混合温度控制在615 690 之间 3FDFCC 型工艺原理 2 试验表明控制重油提升管底部催化剂混合温度在640 左右时 由于剂油比增加 油剂瞬间接触温度降低 热裂化反应比例减少 在达到相同转化率时 干气和焦炭总产率下降约1个百分点 丙烯产率提高1 2个百分点 3 对于不同催化原料和催化剂 FDFCC 工艺均具有良好的改善产品分布选择性的效果 3FDFCC 型工艺原理 back 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 长岭分公司FDFCC 工艺工业应用简况 改造时间 长岭分公司1 催化装置于2003年5月进行了FDFCC 工艺技术改造 改造特点 采用双提升管技术 即在原FCC工艺的基础上新增汽油提升管改质汽油 共用沉降器和分馏塔 并将2 催化装置的粗汽油作为汽油提升管的进料 改造效果 改造后两套催化装置的汽油烯烃含量平均降低至35v 左右 丙烯产率达到7 0wt 以上 但装置干气 焦炭产率较高 长岭FDFCC 工艺改造技术攻关目标 中石化 十条龙 科技攻关目标 1 全装置丙烯产率达到10w 比常规RFCC工艺提高6个百分点以上 2 全装置汽油烯烃含量 18v 硫含量降低30 以上 辛烷值RON提高2个单位以上 3 与FDFCC 工艺技术相比 全装置的干气和焦炭产率增加幅度小于1 2个百分点 4 实现FDFCC 技术工业装置的灵活控制及长周期运转 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 长岭1 催化FDFCC 工艺技术改造情况 1 装置加工规模重油提升管反应器 105 104t a汽油提升管反应器 42 104t a 2 改造投资 3200万元 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 3 工程改造主要内容 a 新增汽油沉降器 更新了汽油提升管 对催化剂循环线路进行了调整 新增了汽油沉降器待生催化剂进再生器和主提升管底部线路 b 新增了副分馏塔及塔顶 中部取热流程 油浆系统与原分馏塔共用 c 对重油提升管预提升段进行了改造 将原预提升段改造成再生催化剂与汽油沉降器待生催化剂混合预提升段 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 装置开工及运行情况 2006年3月1日装置停工检修 同时进行FDFCC 技术改造 4月18日装置正常开工 装置运行平稳 调节灵活 装置开工后经调整和优化 改造效果很快体现出来 装置在加工鲁宁管输油的情况下 液态烃及丙烯产率大幅度提高 汽油烯烃 硫含量明显下降 干气产率明显下降 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 图1改造后精制汽油烯烃 硫含量变化情况 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 装置改造后的运行情况 1 反应 再生系统压力平衡稳定 操作弹性大 操作灵活 2 装置热平衡调节自如 3 油浆系统运行良好 4 副分馏塔运行平稳 调节方便 5 液化气特别是丙烯收率明显增加 汽油的烯烃含量和硫含量显著下降 并可根据油品调和的需要灵活调节 4长岭分公司采用FDFCC 工艺的改造运行情况 back 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 长岭FDFCC 工业标定原料性质项目FDFCC IFDFCC 原料组成 03 9 20标定 06 5 17 5 19标定 VGO51 248 9CGO28 427 9VR20 423 2原料性质密度 20 kg m 3924 5922 7残炭 2 212 33总硫 0 570 57C85 4986 01H12 3112 10 长岭FDFCC 标定催化剂性质 CC 20DF 项目新鲜剂平衡剂汽油待生剂重油待生剂微活 80 461 357 6定碳 0 080 260 76表面积 m2 g 1278102孔容 mL g 10 400 129堆比 g mL 10 690 79Ni g g 160005900V g g 123002300 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 长岭FDFCC 主要操作条件重油管反出口温度 520汽油管反出口温度 550再生温度 690回炼比0 04重油管反剂油比 对总进料 9 82汽油管反剂油比12 07重油管反反应时间 s2 73汽油管反反应时间 s2 70 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 长岭FDFCC 工业标定产品分布项目FDFCC IFDFCC 产品分布 干气5 404 33液化气20 6026 66丙烯7 0110 23汽油33 8529 38柴油26 8224 52油浆4 807 26焦炭8 137 83损失0 400 02丙烯占液化气34 038 4 干气产率下降1 07个百分点 丙烯提高3 22个百分点 焦炭产率降低0 3个百分点 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 长岭FDFCC 重油提升管产品分布项目FDFCC IFDFCC 产品分布 干气4 502 99液化气13 5419 87丙烯4 137 88汽油43 7741 09柴油25 6221 76油浆4 807 26焦炭7 377 01损失0 400 02丙烯占液化气30 5039 66 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 长岭FDFCC 汽油提升管产品分布项目FDFCC IFDFCC 产品分布 干气2 433 51液化气19 0217 90丙烯7 756 19汽油73 0969 15柴油3 417 27油浆00焦炭2 052 17丙烯占液化气40 7534 58 长岭FDFCC 工业标定汽油产品性质项目FDFCC IFDFCC 精制汽油质量密度 kg m3719 8721 5烯烃含量 v 26 717 6芳烃含量 v 19 826 6苯 0 891 28硫含量 w 0 0710 036RON94 396 4MON81 083 9诱导期 min720990馏程 IBP353350 7779FBP176181 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 长岭FDFCC 工业标定柴油产品性质项目FDFCC IFDFCC 催化柴油密度 kg m3919 9933 9凝点 9 5闪点 7980硫含量 w 0 470 55十六烷值28 227馏程 IBP18518350 272279FBP343365 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 5长岭分公司FDFCC 装置的工业标定 FDFCC 工艺与FDFCC 工艺相比 装置能耗高出2 56个单位 分析原因如下 1 由于增设了副分馏塔系统 循环水用量增加 能耗增加0 6个单位 2 因汽油回炼量增加 取消了再生器内取热设施 装置产3 5MPa蒸汽量减少约12t h 1 除氧水用量减少 反再系统多用蒸汽4 5t h 除氧水能耗减少0 87个单位 因气体负荷增加 气压机耗汽增加 导致蒸汽能耗增加1 47个单位 3 因汽油回炼量增加 分馏系统的低温位热量增加 装置循环油浆取热量减少 对外输出热量相应也减少 除盐水取热增加 回流热利用率低 因此装置热输出减少 能耗增加4 22个单位 4 因重油提升管的焦炭产率下降 装置的焦炭产率有较明显下降 能耗下降2 85个单位 back 6长岭分公司FDFCC 工业应用结论 FDFCC 型装置 长岭分公司1 催化装置 通过两个多月的平稳运行和标定结果表明 FDFCC 工艺技术具有如下明显效果 1 FDFCC 工艺对催化汽油的改质效果十分显著 标定结果显示 精制汽油的烯烃含量可达到18v 以下 达到欧 标准 汽油的降硫效果达45 以上 当粗汽油总硫含量在800 g g左右时 通过FDFCC 的粗汽油回炼 其硫含量可达500 g g以下 精制汽油的辛烷值提高了两个单位以上 其中MON和RON分别达到83 9和96 4 只需调入少量的MTBE等组分 即可直接生产97 汽油 2 FDFCC 工艺显著改善了装置的产品结构 液化气产率较FDFCC 工艺增加了6个百分点以上 丙烯质量收率达到10 以上 而干气和焦炭产率还下