国内FCC工艺进展及问题(中国石油)-20160519-许友好

1、国内FCC工艺进展及问题(中国石油)-20160519-许友好第一页，共52页。国内FCC技术开发历程IHCCMIP车用汽油生产途径面临问题及讨论汇报内容2第二页，共52页。我国50年催化裂化技术开发历程流化床+无定形硅铝（回炼比高，汽油产率低，烯烃高）提升管+分子筛（回炼比低，汽油产率高，烯烃低）外取热器、高效喷嘴、USY等（回炼比，汽油产率低， 烯烃高）串联变径提升管-MIP（单程，汽油产率高，烯烃低）催化裂化和加氢集成-IHCC，高效利用多环芳烃，实现炼油从追求高转化率向高选择性转变，已实现工业化，正推广应用蜡油渣油原料油不断重质化劣质渣油10/12/20223第三页，共52页。多产轻质

2、油的IHCC技术开发与工业试验中文全称： 多产轻质油的FGO选择性加氢和选择 性催化裂化集成技术英文全称： Integration of FGO Hydrotreating and Highly Selective Catalytic Cracking for Maximizing Liquid Yield (简称 IHCC)两个子工艺（1）FGO选择性加氢（HAR） （2）选择性催化裂化（HSCC）4第四页，共52页。IHCC工艺流程5第五页，共52页。目录开发目的试验现象创新点应用效果结论与展望6第六页，共52页。IHCC技术开发目的大幅度降低干气和焦炭产率，不外甩油浆降低或消灭低附加值产

3、品，原料碳氢分布更加合理拓展FCC工艺功能生产方案切换更加灵活：液化气+汽油方案、汽油方案（可以不生产轻循环油）、轻质油方案生产重馏分油作加氢处理原料强化炼油技术的组合，提高炼油技术的水平深度强化催化裂化技术与加氢处理技术协同和整合发挥各单元技术的优势，使目的产品选择性处于最佳水平开发低碳能源技术，实现石油资源高效利用提高原料中碳氢有效利用率大幅度提高液体产品产率第七页，共52页。试验现象分析 当转化率大于一定值后，焦炭产率急剧增加，原料越重，对应的转化率越低8第八页，共52页。试验最佳转化率区间FCC工艺转化率正常值偏离最佳转化率区间正好落在最佳转化率区间第九页，共52页。IHCC工艺理念对

4、于劣质原料油，转化率与选择性之间矛盾较大，并随着原料油变差，矛盾越大，其矛盾原因在于原料中多环芳烃参与反应IHCC工艺理念改变了FCC工艺追求高转化率，转向追求目的产品高选择性，而带来的问题就是原料中多环芳烃未充分转化多环芳烃主要留在300500馏分油（FGO）中，关键如何加工这部分馏分油第十页，共52页。IHCC工艺开发关键步骤01020304生成FGO分离FGO加氢饱和FGO转化加氢FGOIHCC第十一页，共52页。IHCC工艺创新点工艺理念：从追求高转化率向追求高选择性转变；反应化学：利用多环芳烃在反应过程中存在的时空约束， 而不是消除此时空约束以保留多环芳烃，以 及多环芳烃定向加氢以提

5、高氢利用率；工艺流程：从原料油分子结构上强化加氢和催化裂化技 术的集成，而不是用馏程范围来划分加氢和 催化裂化原料；关键技术： HSCC工艺开发、HAR工艺开发、及两者集 成、专用催化剂开发、FGO中固含量分析方 法、汽油后处理技术的开发关键设备：新鲜催化剂老化装置、FGO过滤系统第十二页，共52页。IHCC工艺流程竞争力原料油的适应性好；产品生产方案切换 高度灵活（最大量 汽油、或柴油等）；生产装置操作弹性强13第十三页，共52页。IHCC工业装置第十四页，共52页。工艺类型FCCFCCIHCCIHCC原料密度)/ (kgm-3)898.8899.0907.3907.3原料残炭/%5.385

6、.675.455.4标定方案多产轻质油多产汽油多产轻质油多产汽油产物分布/%干气3.163.282.722.75油浆4.945.71焦炭10.0010.349.029.25液体产品/%81.1979.8187.3787.08石蜡基常压渣油标定主要结果应用效果多产轻质油方案：IHCC液体产品增加6.18百分点多产汽油方案：IHCC液体产品增加7.27百分点第十五页，共52页。应用效果工艺类型FCCIHCCIHCC原料密度)/ (kgm-3)928.6930.6930.6原料残炭/%5.154.775.06标定方案多产轻质油多产汽油多产轻质油产物分布/%干气3.562.101.94油浆6.38焦炭

7、9.748.987.69液体产品/%80.0588.6190.09多产汽油方案：IHCC液体产品增加8.56百分点，且汽油产率超过50%多产轻质油方案：IHCC液体产品增加10.04百分点加氢重油标定主要结果第十六页，共52页。应用效果原料中的碳氢有效利用率工艺类型FCCIHCC标定方案多产汽油多产轻质油原料油产率碳含量氢含量产率碳含量氢含量原料100.087.2612.19100.087.5212.19+0.49EC79.8389.64EH85.2691.70第十七页，共52页。应用效果汽油主要性质工艺类型FCCIHCCFCCIHCC原料类型石蜡基常渣加氢重油反应温度/50650850949

8、5体积族组成/%芳烃17.815.023.820.2烯烃35.557.323.830.9汽油辛烷值RON90.291.090.389.0MON80.278.780.178.7第十八页，共52页。应用效果方案多产汽油多产轻质油工艺类型FCCIHCC差值FCCIHCC差值单位标准油/(kg t-1)105.5102.1-3.4105.2100.0-5.2石蜡基常压渣油装置能耗方案多产汽油多产轻质油工艺类型FCCIHCC差值FCCIHCC差值单位标准油/(kg t-1)104.5102.2-2.3104.599.7-4.8加氢重油装置能耗第十九页，共52页。应用效果常压渣油原料液体产品产率增加超过6

9、个百分点以上加氢重油原料液体产品产率增加超过10个百分点第二十页，共52页。IHCC工艺开发空间IHCC与RDS技术集成 降低RDS操作苛刻度，延长RDS操作周期或替代RDS渣油中VGOIHCC工艺产品方案更加灵活性 通过调整FGO馏程范围（初馏点300、330、350以上,即LCO量）或FGO流量以实现生产方案多样化配套技术的开发 与轻汽油醚化技术等技术组合第二十一页，共52页。IHCC一体化技术基于IHCC工艺，开发IHCC一体化技术，目标大幅度提高炼油企业盈利能力，生产国六车用汽油和柴油；一体化内容包括IHCC工艺应用，LCO重馏分切割到FGO中，汽油轻组分醚化等技术。10/12/202

10、222第二十二页，共52页。IHCC一体化投资汇总（1000万吨/年）10/12/202223第二十三页，共52页。应用推广经济效益（1000万吨/年）经济效应极其显著，千万吨炼油厂税后利润约为4亿10/12/202224第二十四页，共52页。应用推广社会效益（1000万吨/年）全部生产94#国六汽油，减少柴油量，产生巨大的社会影响，为国六汽油生产技术提供新途径10/12/202225第二十五页，共52页。结论与展望石蜡基常压渣油和加氢重油的IHCC的液体产品产率增加幅度均超过预期目标；IHCC工艺适合处理劣质重油，尤其适合石蜡基减压渣油，增加了炼油厂处理劣质原料油的适应性；IHCC工艺的产品

11、生产方案切换更加灵活，可随时调整以满足市场需求；IHCC工艺技术可以与RDS技术深度集成，从而提高RDS装置运转周期；IHCC高烯烃汽油经处理后可满足国车用汽油标准；部分解决中国石油化工能效倍增与二氧化碳排放问题第二十六页，共52页。MIP技术特点及其应用10/12/202227第二十七页，共52页。汇报内容开发背景MIP技术特点MIP汽油特点MIP技术应用10/12/202228第二十八页，共52页。开发背景在我国车用汽油池中，催化汽油约70%，重整汽油约20%，其他汽油约10%；催化汽油质量的高低严重影响车用汽油质量的升级步伐（烯烃和硫含量）；我国催化裂化技术处于国际领先水平，具有足够的能

12、力应对目前的挑战；10/12/202229第二十九页，共52页。MIP产物产率及汽油性质特点10/12/202230第三十页，共52页。原料较小的烃类烯烃氢转移异构化 异构烯烃歧化 氢转移 异构烷烃异构烷烃芳烃异构烷烃烷烃第一反应区 第二反应区 裂化MIP工艺过程反应化学特点一特点二 （参考催化裂化化学与工艺）氢转移反应：负氢离子转移 失质子反应双分子裂化：负氢离子转移 b键断裂反应强化氢转移反应必然强化双分子裂化反应，从而提高重油转化能力，增加汽油收率10/12/202231第三十一页，共52页。催化裂化反应器演变历程MIP反应器具有自主知识产权第三十二页，共52页。MIP技术方案多产汽油（

13、MIP）多产汽油和丙烯（MIP-CGP）多产轻质油多产高辛烷值汽油（MIP-LTG）降低干气和焦炭（MIP-DCR）33第三十三页，共52页。汽油烯烃含量在大幅度降低的情况下，RON有所增加（除个别装置外），MON明显地增加，在多产液化气方案时，汽油的RON和MON均增加近2个单位，硫与原料中的硫之比降低约为30%50%，苯含量较低，一般低于1.0%MIP汽油性质特点10/12/202234第三十四页，共52页。异构烷烃含量高，尤其异戊烷和异已烷含量较高；烯烃含量低，且与FCC汽油烯烃组成存在差异；芳烃含量高，苯含量低；MIP汽油组成特点10/12/202235第三十五页，共52页。工艺类型M

14、IPFCC汽油质量组成/%直链烯烃-11.411.93直链烯烃-26.838.68直链烯烃-3+1.112.94支链烯烃-18.2410.30支链烯烃-210.189.70。合计32.9640.78支链/直链比1.981.48支链-2/支链-11.240.94汽油烯烃组成差异10/12/202236第三十六页，共52页。直链烯烃明显地低于FCC汽油，尤其是直链烯烃-1；尽管支链烯烃-1含量低于FCC汽油，但支链烯烃-2含量高于FCC汽油，相应地MIP汽油支链烯烃与直链烯烃比高，同时支链烯烃-2与支链烯烃-1比也高；相对于其它类型烯烃，直链烯烃-1辛烷值低，且易于加氢饱和，饱和后为正构烷烃，其辛

15、烷值更低，而支链烯烃辛烷值较高，且难以被加氢饱和，即使加氢饱和，其辛烷值损失少，尤其支链烯烃-2，加氢饱和后辛烷值反而增加；在相同的烯烃含量情况下，MIP汽油辛烷值要高于FCC汽油，且在相同的加氢条件下，烯烃饱和率低，辛烷值损失少。MIP汽油烯烃特点及好处10/12/202237第三十七页，共52页。企业FCC/Mt.a-1MIP/Mt.a-1总计装置数加工量加工比例装置数加工量加工比例装置数加工量中国石化2723.3030.03154.2570.05877.55中国石油3032.7068.91016.2033.14048.90中海海油43.7031.648.0068.4811.70陕西延长1

16、1.0013.556.4086.567.40中国中化000.013.50100.012.50其他炼厂21.8021.80合计5390.15其他炼厂3014.3646.214*14.9053.84429.26总计9275.0641.767105.0558.3159180.11FCC和MIP加工能力比较10/12/202238第三十八页，共52页。 MIP总液体收率增加1.56个百分点，按90Mt/a计算，则可多产出1.404 Mt/a液体产品，仅此一项年增效益约70亿元以上。按镇海炼化2005年标定测算，MIP效益为210元/吨，则合计经济效益为180亿/年； 相同液体产量，MIP焦炭产量减少约

17、为0.3548 Mt/a， 相当于减少二氧化碳排放量约为1.30 Mt/a； 汽油质量的改善，从而产生巨大的社会效益。MIP技术应用效果10/12/202239第三十九页，共52页。车用汽油质量升级技术路线10/12/202240第四十页，共52页。汇报内容开发背景国内两种典型车用汽油生产途径中国石化RSDS/S Zorb技术特点车用汽油生产途径及其比较结论与展望10/12/202241第四十一页，共52页。开发背景我国是以汽油消费为主，汽油车保有量快速增加，且车用汽油质量升级步伐不断加快；在我国车用汽油池中，缺少烷基化等高品质汽油；我国已掌握完整的炼油技术，能够从容将不同炼油技术进行有机组合

18、以应对目前的挑战。10/12/202242第四十二页，共52页。国内车用汽油生产途径MIP+RSDS/S Zorb (中国石化）FCC+轻汽油醚化+重馏分脱硫（中国石油）43第四十三页，共52页。RSDS-车用汽油升级关键技术汽油选择性加氢脱硫专用催化剂具备较高的加氢脱硫活性、较低的烯烃饱和活性和芳烃饱和活性。对于高烯烃的催化汽油，产品硫含量达到50mg/g水平，RON损失小于2个单位；对于低烯烃的催化汽油（MIP），汽油的RON损失可以控制在小于1个单位的水平。采用将全馏分催化汽油切割为轻馏分和重馏分，轻馏分碱抽提脱硫醇，重馏分选择性加氢脱硫，其工艺路线如下：10/12/202244第四十四

19、页，共52页。S Zorb-车用汽油升级关键技术 采用单个闭锁料斗，待生和再生吸附剂在循环输送中经闭锁料斗，从而闭锁料斗在氢或氧环境、高压或低压环境下不断的隔离与切换，吸附剂在流化床内连续吸附、再生和还原，其工艺流程如下；在临氢、适宜的压力和温度的条件下，采用独特的吸附剂选择性地吸附含硫化合物中的硫原子，使之保留在吸附剂上，而硫化物的烃结构部分则被释放，不产生H2S气体，而吸附剂中的硫由再生烟气以SO2方式排出；由于不存在H2S与烯烃反应，可生产低硫及超低硫汽油，且辛烷值损失较少。10/12/202245第四十五页，共52页。RSDS和S Zorb应用装置名称加工量/Mt硫含量/mg.g-1脱

20、硫率/%汽油收率/%RON损失耗氢/%原料产品S Zorb12.213161096.8398.870.80.28RSDS5.07303395.4898.941.20.3910/12/202246第四十六页，共52页。项目S/mg.g-1烯烃/%脱硫率/%RON损失汽油类型原料产品原料产品FCC汽油-19424338.830.795.431.8FCC汽油-27663625.522.395.301.0FCC汽油-37703837.027.495.061.6MIP汽油-16273228.824.794.900.8MIP汽油-25324432.728.391.730.6MIP汽油-33646.214.

21、112.898.300.2MIP汽油-46643331.025.295.030.7MIP与RSDS/SZorb的协调性10/12/202247第四十七页，共52页。车用汽油生产途径的比较生产途径途径一（MIP+ GDS +ALy+MTBE）途径二（FCC+ GDS +ALy+MTBE）产率/%RON烯烃/v%硫/ mg.g-1产率/%RON烯烃/v%硫/ mg.g-1烷基化油7.6194.56.1194.5汽 油40.7692.529.49.038.2190.332.09.0调合汽油 48.3792.8251044.3290.827.510MTBE5.401215.01121调合汽油 53.7

22、795.6251049.3393.824.71010/12/202248第四十八页，共52页。车用汽油生产方案经济效益比较方案名称FCCFCC-GDS-烷基化FCC-GDS-烷基化-MTBEMIP-GDS-烷基化MIP-GDS-烷基化-MTBE价格体系2013年上半年均价2013年上半年均价2013年上半年均价2013年上半年均价2013年上半年均价92#国V汽油76.02 88.19 91.93 96.25 99.69 国V普通柴油54.06 54.06 54.06 46.29 46.29 石脑油0.55 0.55 0.55 0.47 0.47 LPG23.45 11.15 9.35 10.98 9.64 丙烯10.41 10.41 10.41 14.02 14.02 油浆10.42 10.42 10.42 8.26 8.26 硫磺0