石科院提高液收的延迟焦化工艺.doc

ripp 2000-提高液收的延迟焦化工艺中国石化集团公司石油化工科学研究院北 京二年二月课题名称: 提高液收的延迟焦化工艺报告分类: 会议报告工作时间: 1997年5月至2000年9月研究单位: 第六研究室协作单位: 第十八研究室编写人: 王玉章审核人：黄伟祈校对人：王玉章提高液收的延迟焦化工艺王玉章，陈清怡，李锐(石油化工科学研究院)1. 前言“九五”期间我国的原油加工能力稳步增长，估计到2005年我国原油加工能力可达2108t/a，其中进口原油近1108t/a。进口原油以中东高硫重质原油为主。随着重质原油比例越来越大，提高原油加工深度显得尤为重要。渣油加氢固然可以提高加工深度，但需要昂贵的设备投资和操作费用；催化裂化可以吃掉一部分渣油，然而催化裂化又有柴汽比低，汽油烯烃含量高，柴油十六烷值低等缺点。延迟焦化以其低廉的设备投资和操作费用，能处理各种劣质渣油，成为炼油领域不可替代的渣油加工工艺。我国的延迟焦化装置设计和操作一直延用大循环比，一般循环比为0.30.4。大循环比操作的好处是：由于原料中混入大量的循环油，原料的粘度和密度等得到降低，改善了焦化原料的流动性，因而降低了加热炉炉管内结焦倾向，延长了装置开工周期；同时重质循环油进一步反应裂化成气体汽油和柴油，轻质油收率得到提高。大循环比操作也有其不利的一面，首先重质焦化馏份油循环进一步裂化成轻组份的同时，也发生缩合反应生成焦炭，这无疑增加了焦化装置的生焦量和焦炭收率，而在延迟焦化工艺中焦炭是价值最低的产品，要尽量降低其收率；其次大循环比操作实际上是增加了炉子焦炭塔和分馏塔等的负荷，降低了装置的处理能力；再次循环油裂化时也有气体生成，气体是含氢量最大的成分，因而循环油中的氢没有得到合理的利用。为了克服以上缺点，国外大石油公司新建的焦化装置普遍采用小循环比设计和操作，有的甚至为零循环比。所谓零循环比即为一次通过的单程焦化操作方式，它可以明显降低焦炭收率，增加液体产品收率。2高液收焦化工艺流程石油化工科学研究院在多年研究的基础上提出了高液收延迟焦化工艺流程，如图1所示。我国现有的延迟焦化装置稍加改造，即可实现高液收延迟焦化工艺，达到降低焦炭收率及扩大焦化装置处理能力的目的。 高液收的延迟焦化工艺具有对原料适应性强，装置处理能力大，总液收高等优点。为了防止加热炉炉管结焦，在保持高液收焦化工艺优点不变的前提下，可向焦化原料中调入适量的不裂化不结焦或少裂化少结焦的轻烃类馏份油，作为稀释组份。这些稀释组份可以是本厂或本装置能方便取到并能与焦化原料互溶成均相的组份，它们在焦化条件下能全部气化。高液收焦化工艺可根据原料轻重调入不同组份和不同量的稀释组份，避免了循环焦化要降低循环比受分馏塔底温度增高的限制。以稀释组份代替循环油可以避免循环油进一步裂化生成焦炭和气体，从而使液体收率提高。高液收焦化工艺处理量可调性大，装置可视炼厂加工量及原料油性质的变化调整处理量。3高液收焦化工艺试验 试验是在10kg/h的中型延迟焦化装置上进行的，其工艺流程如图2所示。采用多种原料进行常规、小循环比和零循环比焦化试验，以考察高液收延迟焦化工艺对不同原料的影响。试验原料性质列于表1中，试验条件和物料平衡见表2，蜡油性质见表3，焦炭性质见表4。4试验结果及讨论41 物料平衡的变化 从不同原料的常规焦化及小循环比和单程焦化物料平衡可以看出，单程或小循环比焦化操作，由于易于结焦的重循环油作为产品出装置，其二次反应减少，从而降低了焦炭和气体收率，因而焦化总液收增加。由表2数据可知，高液收延迟焦化工艺与常规循环焦化相比，对于中东，辽河，大庆和管输渣油，总液收分别增加了4.63% ，4.22%，4.62%和6.40%，焦炭收率分别降低了3.60% ，2.03%，2.03%和3.90%。因此高液收焦化工艺有助于提高液体收率，降低焦炭收率；同时由于操作循环比的降低，焦化装置的处理量得以大幅度的提高。所以高液收延迟焦化工艺可以提高炼厂渣油加工能力，对于我国焦化装置扩能改造具有重要的现实意义。 我国现有延迟焦化装置27套，渣油总加工能力为2150104t/a，平均单套规模仅为80104t/a。且许多炼厂还是两炉四塔或三炉六塔，实际单炉的加工能力就更小，只有上海石化公司一炉两塔达到100104t/a。国外新建的延迟焦化装置单套规模一般在175-300104t/a，个别高达450104t/a。可见我国延迟焦化装置规模很小，提高装置处理能力是我国延迟焦化方面不可忽视的问题。高液收的延迟焦化工艺为炼厂延迟焦化装置提供了挖潜改造，扩大处理能力的可能性。全国27套延迟焦化装置通过采用高液收焦化工艺至少可以增加400万吨/年的渣油加工量，相当于新建4套100104t/a加工能力的焦化装置，可节省投资近10亿元。4.2 焦化蜡油性质延迟焦化装置中，循环油量的控制对焦化产品产率的分布有很大影响。通常循环油是由一部分焦炭塔顶油汽在分馏塔闪蒸段被急冷时产生的，它对原料有溶剂的作用，可在一定程度上改善加热炉操作条件。循环比主要用于控制焦化蜡油的干点，只要下游工艺能容许焦化蜡油具有较高的干点、金属含量和康氏残炭等，那么炼厂将尽可能地在较低的循环比条件下操作，达到降低焦炭收率和提高液体收率的目的。国外焦化装置采用低压、小循环比乃至零循环比设计就是基于这种考虑。由表2数据可以看出，高液收延迟焦化工艺增产的主要是大于350的馏份油，即焦化蜡油。表3数据表明，与常规循环焦化相比，这段馏份较重，表现在残炭、硫、氮和碱性氮高，密度大，馏程范围宽，90和95点温度高等。焦化蜡油变重可通过掺炼加以解决。有条件的炼厂可以采用具有专利技术的“延迟焦化溶剂精制组合工艺”，对焦化蜡油进行溶剂精制，焦化蜡油性质可大大改善，收率达90以上，为催化裂化提供优质原料。在加氢装置有富裕的炼厂，将焦化蜡油进行加氢处理，使其能够满足后续加工对硫、氮等质量指标要求，也是一种较好的处理方法。或采用溶剂脱沥青，分离出焦化蜡油中的沥青质和胶质，以便降低焦化蜡油的残炭和碱性氮等。高液收延迟焦化工艺对气柴油影响较小，因此与常规循环焦化相比，焦化汽油和焦化柴油性质一般差别不大。4.3 焦炭性质从表4的焦炭性质看，高液收延迟焦化与常规循环焦化操作产生的焦炭性质差别不大，对于高硫渣油，其焦炭都只能作为燃料焦使用，对于低硫渣油，其焦炭都符合炼铝焦的指标要求。可见高液收延迟焦化工艺对焦炭质量影响不大。5结论 高液收延迟焦化工艺可以显著提高液体产品收率，降低焦炭收率。 高液收延迟焦化工艺可大幅度提高装置处理能力。 高液收延迟焦化工艺焦化蜡油变重，但可以通过掺炼、溶剂精制、加氢处理或溶剂脱沥青加以解决。 高液收延迟焦化工艺对焦炭质量影响不大。表1 原料油性质渣油名称中东辽河大庆管输密度（20），g/cm31.00290.97940.92040.9695运动粘度，mm2 /s 100406.5520.6118.7805.2 8014451936265.4-残炭，m%18.215.36.914.98凝点，-50灰份，m%0.0190.0680.003-s，m%3.600.840.180.99n，m%0.350.790.290.62组成分析，m% 饱和烃13.820.849.9821.80 芳烃53.029.628.2730.97 胶质27.143.821.7546.17 沥青质6.15.80.001.06表2 操作条件及物料平衡名称中东辽河大庆管输操作条件 循环比0.000.100.200.4000.400.400.4 加热炉出口温度，500500500500500500500500500500 焦炭塔顶压力，mpa0.170.170.170.170.170.170.170.170.170.17 注水量，m1.501.501.501.501.501.501.501.501.501.50产品分布，m 气体7.988.228.539.017.298.485.718.305.908.40 汽油12.6013.8614.3115.7011.4516.3913.4915.7013.6016.10 柴油24.0824.3125.6727.5129.8132.2129.1336.3127.0032.00 蜡油28.8426.5522.5317.6827.4716.9139.7025.6934.6020.70 焦炭26.5027.0628.9630.1023.9826.0111.9714.0018.9022.80 总液收65.5264.7262.5160.8968.7364.5182.3277.7075.2068.80液收增加，m%4.633.831.62-4.22-4.62-6.40-表3 焦化蜡油性质名称中东辽河大庆管输循环比0.000.100.200.4000.400.400.40密度（20），g/cm30.96120.95950.95830.95710.93420.92630.86790.86300.90590.9013运动粘度(100)，mm2/s8.7927.6956.8475.3266.8514.9824.2312.9806.8124.325碱性氮，mg/kg565556526504279724401531103123212105残炭，m%1.91.280.860.782.201.720.040.011.690.57s, m%3.213.233.173.150.300.280.200.150.700.61n, m%0.270.270.250.220.710.660.320.270.850.74馏程， 初馏点302310302317381356330321343335 5%340343343348402378341333365344 10%354354354353408379352343378352 30%388382378373422398384359411371 50%423408405391448416415371429382 70%461436430415480446451392462413 90%516484479465518468502438515455 95%-527509473-489525470-478表4 焦炭性质名称中东辽河大庆管输炼铝焦指标循环比0.000.100.200.400