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文档简介
炼油过程系列助剂洛阳石化工程公司工程研究院2006年3月第一页,共一百三十六页。目录电脱盐装置常减压装置加氢装置焦化装置催化裂化装置第二页,共一百三十六页。电脱盐装置原油破乳剂系列原油脱钙剂系列第三页,共一百三十六页。原油破乳剂系列简介针对国内高酸值原油加工的严峻形势开发出ERI系列原油破乳剂。国内的胜利原油、辽河原油和渤海原油均存在原油密度和酸值提高的问题,原油密度和酸值的提高使得电脱盐的油水分离困难,给常减压装置塔顶冷凝冷却系统带来严重的腐蚀该破乳剂提高了环氧丙烷环氧乙烷聚合物的分子量(GPC分子量达到6000~8000),在此基础上用不饱和酸进行改性,从而大大提高破乳剂的分子量,使破乳剂具有很好广谱性,提高了性能,减少了破乳剂的用量。
第四页,共一百三十六页。原油破乳剂系列技术特点ERI1136主要成分为多胺和多醇环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物,使破乳剂具有较强的广谱性,适用中东含硫原油的破乳要求;用量为5~15ppm。ERI1160不饱和酸改性环氧丙烷环氧乙烷嵌段共聚物,通过与带双键的不饱和酸的聚合和酯化反映,大大提高破乳剂的分子量,使得破乳剂对高密度高酸值原油具有优异的破乳效果,适用加工辽河、胜利、蓬莱等高密度高酸原油,用量为20~40ppm。ERI1181不饱和酸改性环氧丙烷环氧乙烷嵌段共聚物适用加工大庆、中原、新疆等原油,用量为10~30ppm。-2第五页,共一百三十六页。原油破乳剂系列工业应用
茂名石化公司工业应用表明:ERI1136破乳剂适合沙中、拉万和阿曼原油脱盐。ERI1136破乳剂具有用量少的特点,在注入总量为13mg/L的条件下,平均脱后含盐小于2mg/L,具有较高的破乳效果-3第六页,共一百三十六页。原油破乳剂系列原油脱前含盐脱后含盐沙中7.82.3沙中4.61.1拉万5.41.9阿曼31.11.8拉万1.61.2阿曼88.42.0沙中5.21.8表1ERI1136在茂名一周工业试验分析数据-4第七页,共一百三十六页。原油破乳剂系列工业应用新疆塔河油具有密度大(多为0.96g/cm3)、粘度大、硫含量高、沥青质含量高及重金属含量高等特点,造成脱盐难度大、脱后含盐高,电脱盐装置操作不稳定,后续装置腐蚀严重。塔河分公司加工的原油完全为塔河油,其50万吨/年电脱盐装置,三级电脱盐脱后含盐量多数在40mg/L左右,少数可以达到10mg/L。采用破乳剂ERI1160后,原油三级脱后含盐基本在5mg/L以下,三级脱后含水为痕迹,达到了电脱盐装置设计技术指标。电脱盐装置标定数据见表2。-5第八页,共一百三十六页。原油破乳剂系列破乳剂ERI1160在塔化标定数据时间脱前含盐三级后含盐脱前含水三级后含水05.4.724.31.750.05痕迹05.4.825.284.760.03痕迹05.4.8172.41.690.03痕迹05.4.927.293.220.03痕迹05.4.919.803.170.03痕迹05.4.975.646.510.03痕迹-6第九页,共一百三十六页。原油破乳剂系列破乳剂ERI1160在塔化标定数据(续)时间脱前含盐三级后含盐脱前含水三级后含水05.4.1028.591.280.03痕迹05.4.1022.412.770.03痕迹05.4.1161.331.800.03痕迹05.4.1159.473.120.10痕迹05.4.1218.534.360.05痕迹-7第十页,共一百三十六页。原油脱钙剂系列简介洛阳石油化工工程公司工程研究院长期从事原油电脱盐及脱钙技术研究,可在电脱盐装置上实施原油脱钙技术,实施原油脱钙技术后,不仅可从原油中脱除钙,还可高效脱除镁、铁、钠,对电脱盐装置的运行具有稳定和强化作用,特别是加工劣质原油时,可提高电场强度,降低电流强度,降低电耗,保证电脱盐装置的平稳运行。实施原油脱钙技术后,脱后原油的品质得到改善,凝点、黏度、电导率均有所下降,对其后序加工装置带来积极的作用。本技术共获中国专利2项:专利号ZL91100633.8、ZL92113219。获中国石化集团公司科技进步二等奖1项。
第十一页,共一百三十六页。原油脱钙剂系列技术特点我们开发的脱钙剂是一种以磷类螯合剂为主的水溶性液态产品,能高效脱除烃原料中的钙,对镁、铁等金属离子也有一定的脱除效果。技术指标:原油含钙5-10ppm时,脱钙率不小于50%;原油含钙10-20ppm时,脱钙率不小于60%;原油含钙大于20ppm时,脱钙率不小于75%;并且对现有电脱盐装置的运行无负作用。
第十二页,共一百三十六页。原油脱钙剂系列工业应用由我院开发的脱钙技术已在天津石油化工公司炼油厂、九江石油化工总厂、乌鲁木齐石油化工总厂、洛阳石油化工总厂等多家炼厂成功应用,使用效果良好。2001年,针对苏丹Fula-2B原油进行脱钙研究,该原油钙含量高达1600μg/g,脱钙处理后,原油脱后含钙小于100μg/g,脱钙率达到90%以上。第十三页,共一百三十六页。原油脱钙剂系列天津石化公司炼油厂原油电脱盐电流从120A以上(有时180A以上)下降到60A~70A,解决了电流过大、电压回零,装置无法正常运行的问题;原油脱钙后,常减压装置塔顶冷凝水中CL-含量从12.3ppm下降到1.91ppm,Fe2+含量从2.1ppm下降到0.23ppm,塔顶冷凝冷却系统腐蚀明显减轻。兰州炼油化工总厂原油中钙的脱除率达70%以上,原油脱盐效果也有所改善。九江石油化工总厂脱钙技术的应用不仅大幅度提高了原油中Ca、Mg、Fe的脱除率,原油电脱盐排水水质也显著改善,含油大幅度降低。第十四页,共一百三十六页。常减压装置常减压塔顶缓蚀剂高温缓蚀剂常减压塔底阻垢缓蚀剂第十五页,共一百三十六页。常减压塔顶缓蚀剂简介主要用于解决常减压三顶系统的腐蚀问题,是针对于高硫高酸原油所引起的腐蚀问题而开发研制的新型高效缓蚀剂;能够对三顶系统的管线、换热器、冷凝器、油水分离器、塔盘及内构件等设备的腐蚀情况能够起到有效的抑制作用主要应用于炼厂的常减压装置;能够有效地抑制HCL-H2S-H2O等类型的腐蚀。第十六页,共一百三十六页。常减压塔顶缓蚀剂技术特点能够在设备表面形成稳定、致密的保护膜,防止腐蚀介质对设备的侵蚀。NCI型具有显著的中和功能,能在初凝区迅速进入水相与HCl反应,用量为8~12ppm。2第十七页,共一百三十六页。常减压塔顶缓蚀剂工业应用NCI型缓蚀剂在茂名、扬子、安庆等分公司得到工业应用。-3第十八页,共一百三十六页。常减压塔顶缓蚀剂NCI缓蚀剂在安庆分公司工业应用数据分析日期
空白4-64-84-114-144-174-194-20初顶
1.90
0.320.250.140.360.300.260.26常顶24.47
1.81.91.30.860.890.780.83减顶9.600.360.361.20.940.920.940.93-8期间铁离子含量基本控制在1.5以下,用量为8~12mg/L。第十九页,共一百三十六页。高温缓蚀剂简介高温缓蚀剂主要用于解决常减压塔高温系统的腐蚀问题,是针对于高酸原油引起的腐蚀问题而开发研制的缓蚀剂;该缓蚀剂能够对常减压塔高温系统的管线、换热器、塔盘及内构件等设备的腐蚀情况起到有效的抑制作用第二十页,共一百三十六页。高温缓蚀剂技术特点具有良好的耐高温性能。可在金属表面形成致密的化学保护膜,具有良好的缓蚀效率。缓蚀剂对金属的缓蚀作用主要是通过物理吸附和化学吸附在金属表面成膜,即缓蚀剂分子中的极性基团吸附在金属表面改变了双电层结构,提高了金属离子化过程的活化能。非极性基团远离金属成定向排列,形成一层疏水性的保护膜,防止腐蚀介质的侵蚀,从而使腐蚀得到抑制。-2第二十一页,共一百三十六页。常减压塔底阻垢缓蚀剂简介针对常减压塔底及换热器的腐蚀和结垢特点而设计的专用阻垢缓蚀剂。具有良好的耐高温性能。不含对下游加工工艺催化剂有害的组分,如金属等。背景随着原油的日趋重质化和硫含量的增加,常减压装置塔底及换热器的腐蚀和结垢现象日益严重。它造成了设备使用寿命缩短,换热效率降低,能耗增加,严重时可导致设备蚀漏,管线堵塞,装置被迫低负荷运转甚至停工检修,严重影响了装置的长周期安全运转。第二十二页,共一百三十六页。常减压塔底阻垢缓蚀剂技术特点良好的增溶性和分散性和清净性阻断自由基链式反应的能力钝化金属离子的作用能在金属表面形成致密的保护膜-2第二十三页,共一百三十六页。常减压塔底阻垢缓蚀剂工业应用VAF-1阻垢缓蚀剂已于2000年6月在荆门石化炼油厂常减压装置进行了工业应用试验。试验结果表明:原料油换热出口温度一直没有明显降低,也没有发生因腐蚀而停工检修的现象,常减压装置一直运转正常。-3第二十四页,共一百三十六页。加氢装置HAF-1型渣油加氢阻垢剂HCAF-1型加氢裂化阻垢剂HDAF-1型汽柴油加氢阻垢剂第二十五页,共一百三十六页。渣油加氢处理进料系统阻垢剂简介主要用于解决渣油加氢处理进料系统由于结焦和结垢带来的问题是针对高硫,高金属,高残炭渣油加氢脱硫工艺而研制的,在加剂量80μg/g情况下可阻止、抑制原料换热器结垢,使其保持较高的换热效率,保证装置长周期安全运转。对渣油加氢脱硫过程催化剂活性、产品分布、产品性质均无不良影响第二十六页,共一百三十六页。渣油加氢处理进料系统阻垢剂技术特点良好的增溶性和分散性阻断自由基链式反应的能力钝化金属离子的作用具抗腐蚀性能具金属表面改性功能-2第二十七页,共一百三十六页。阻垢剂的工业应用试验工业试验装置概况茂名炼油化工股份有限公司渣油加氢脱硫装置.原料油通过加氢脱金属、脱硫、脱氮等反应,得到低含硫的常压渣油和少量柴油、石脑油。高含硫的沙特轻减压渣油、伊朗减压渣油和伊朗减压蜡油的混合油为原料,配比依次为45%、26.5%、28.5%,加工量为200104t/a。装置于1999年12月30日引进渣油开工,压力15.5MPa,氢油比约850,进料量在150-250t/h之间;至装置停工检修安全运转23个月。-3第二十八页,共一百三十六页。V104循环氢P102F101原料油1E101E102E204P101去反应器V516V103去Ⅱ系列Ⅰ系列阻垢剂FI101阻垢剂加注及原料进料系统流程图第二十九页,共一百三十六页。阻垢剂的性能及使用方法
1.加注量:2000年3月~7月为100ppm2000年8月~目前为80ppm2.加注方式:连续加注工业试验考察项目
1.考察阻垢剂的阻垢效果2.考察阻垢剂对产品分布、产品性质的影响阻垢剂的工业应用试验第三十页,共一百三十六页。阻垢剂的阻垢效果在试验过程中通过记录、观察各组换热器进出口温度变化情况、原料油处理量等相关数据,考察各组换热器传热系数随时间的变化情况,由此推断换热器结垢情况。阻垢剂对产品分布、产品性质的影响阻垢剂对产品分布的影响阻垢剂对产品性质的影响工业试验结果与讨论第三十一页,共一百三十六页。
换热器E204传热系数、进油量、平均温差随时间变化图进油量t/h传热系数K,kj/m2℃hTm,℃阻垢剂加注时间阻垢剂的阻垢效果-1第三十二页,共一百三十六页。传热系数K,kj/m2℃h进油量t/hTm×10,℃
换热器E102传热系数、进油量、平均温差随时间变化图阻垢剂加注时间阻垢剂的阻垢效果-2第三十三页,共一百三十六页。原料油性质分析图
时间阻垢剂对产品分布、产品性质的影响-2第三十四页,共一百三十六页。加氢裂化阻垢剂简介有效的抑制加氢裂化装置换热器的结垢,使其维持较高的换热效率,降低能耗,避免因换热器堵塞而导致的装置非计划停工。适用于加氢裂化装置换热器,具有可靠的阻垢功能。不含金属及其它有害元素,对加氢裂化催化剂无毒害,对加氢裂化装置的产品分布、产品性质无不利影响。第三十五页,共一百三十六页。加氢裂化阻垢剂技术特点阻聚作用,阻断自由基的链反应,抑制原料油中烯烃、二烯烃的聚合反应及胶质、沥青质的缩合反应;金属表面改性作用,在金属表面形成保护膜,防止含硫原料油对金属所造成的腐蚀;增溶、分散作用,对大分子有机化合物起到增溶作用;使腐蚀产物及原料油油携带的机械杂质在油相中分散,防止其聚结沉积;清净作用,对设备表面形成的焦垢有清除作用-2第三十六页,共一百三十六页。加氢裂化阻垢剂中试结果以50%VGO掺50%CGO为原料,温度360℃、阻垢剂加注量为100mg/g的情况下,HCAF-1型阻垢剂阻垢率达92.3%。且本剂对加氢裂化催化剂无毒害,对加氢裂化装置的产品分布、产品性质无不利影响。-3第三十七页,共一百三十六页。柴油加氢精制阻垢剂简介有效地抑制柴油加氢精制装置换热器的结垢,使其维持较高的换热效率,降低能耗;避免因换热器堵塞而导致的装置非计划停工适用于柴油加氢精制装置换热器,具有可靠的阻垢功能。不含金属及其它有害元素,对柴油加氢精制催化剂无毒害,对装置的产品分布、产品性质无不利影响。第三十八页,共一百三十六页。柴油加氢精制阻垢剂技术特点阻聚作用,阻断自由基的链反应,抑制原料油中烯烃、二烯烃的聚合反应;金属表面改性作用,能在金属表面形成一层膜,使大分子有机化合物不易在其表面聚结、沉积;分散作用,使原料油携带的焦粉在油相中分散,避免其沉积在管壁上结垢。清净作用,对设备表面形成的焦垢有清除作用。-2第三十九页,共一百三十六页。柴油加氢精制阻垢剂中试结果以荆门焦化柴油原料,在温度250℃、阻垢剂加注量为80mg/g的情况下,本剂阻垢率达85%。本剂对柴油加氢精制催化剂无毒害,对装置的产品分布、产品性质无影响。-3第四十页,共一百三十六页。焦化装置CAF-1延迟焦化加热炉阻焦剂LZY-1延迟焦化增加液收LDF延迟焦化消泡剂第四十一页,共一百三十六页。延迟焦化加热炉阻焦剂简介适用于延迟焦化装置加热炉,具有可靠的结焦抑制功能。良好的耐高温性能,在加热炉高温环境下不会分解失效。不含金属及其它有害元素,对焦化装置的产品分布、产品性质无影响,对下游装置也无不利影响。背景
目前,我国大部分延迟焦化装置的加热炉都存在较严重的结焦积垢倾向。针对这种情况,我们研制了延迟焦化阻焦剂,它能从根本上抑制焦垢的产生,从而提高加热炉效率,降低装置能耗,保证装置长稳安满优运转。第四十二页,共一百三十六页。延迟焦化加热炉阻焦剂延迟焦化加热炉结焦机理渣油中的胶质、沥青质含量较高,容易在热金属表面沉积,逐渐脱氢缩合形成焦炭;原料中含S、N等杂原子的化合物在高温下易分解产生活性自由基,引发自由基链式反应,逐渐形成高分子聚合物;原料油中的金属离子和设备的金属表面对聚合反应起催化作用,加速聚合物的生成;不饱和烃受热后易发生DeilsAlder环化反应和聚合反应形成大分子有机化合物;循环油中的小焦粉颗粒具有很强的吸附性,易与聚合反应中形成的有机大分子化合物粘结在一起,使焦垢颗粒逐渐长大,沉积在设备表面。-3第四十三页,共一百三十六页。延迟焦化加热炉阻焦剂工业应用2001年6月3日在中石油辽化分公司炼油厂延迟焦化装置进行工业应用试验。结果表明:在未加注阻焦剂的上一运行周期中,加热炉从2001年2月1日开工至5月14日停工检修,共运行102天。在加注阻焦剂的试验运行周期中,在原料油性质较上一周期明显变差的情况下,加热炉共运行172天,较上一周期延长68.7%。-4第四十四页,共一百三十六页。工艺流程简图R101缓冲罐P101原料泵T201分馏塔P201辐射泵F101加热炉T101焦炭塔-5第四十五页,共一百三十六页。延迟焦化加热炉阻焦剂阻焦剂加注位置及加注量由于上一开工周期中加热炉F101A结焦较严重,装置开工时阻焦剂注入点为F101A炉一处,注入量为4.5kg/h左右(约为F101A炉处理量的60g/g);10月13日,由于F101B炉炉管结焦严重、原料入炉压力升高,对F101B炉炉管进行了烧焦,之后在F101B炉也加注阻焦剂,加注量与F101A炉相同,总注入量为9kg/h左右。从2001年6月3日至11月20日,加入阻焦剂量共计22.7吨。-6第四十六页,共一百三十六页。装置原料及操作条件变化情况项目上一周期(2001.2.1—5.13)
本周期(2001.6.3—11.20)
原料配比45%大庆减渣55%辽河减渣20%大庆减渣80%辽河减渣注水量750kg/h650kg/h第四十七页,共一百三十六页。两周期装置运行时间第四十八页,共一百三十六页。两周期加热炉出口温度第四十九页,共一百三十六页。两周期加热炉辐射段入炉压力第五十页,共一百三十六页。
产品分布对比产品分布/w%空白加阻焦剂气体8.718.62馏分油44.2344.37蜡油17.5617.67甩油2.722.61石油焦26.1926.08损失0.590.65第五十一页,共一百三十六页。液化气性质对比气体组成空白加阻焦剂C023.634.76C0341.5939.04C=314.1916.98iC046.225.14nC046.4610.82iC=416.6610.8L-C=44.495.49反C=4-21.742.47顺C=4-21.241.8iC052.291.17nC051.461.5第五十二页,共一百三十六页。柴油性质对比项目空白加阻焦剂密度/g·cm-30.84740.8498粘度(20℃)/mm2·s-16.3676.508馏程/℃HK21721810%24724750%25229690%358356KK370366酸值/mgKOH·g-10.110.12胶质/mg·(100ml)-1303309溴价/gBr·(100g)-127.126.2S/mg·g-121692208N/mg·g-129562897第五十三页,共一百三十六页。石油焦性质对比项目空白加阻焦剂S/%0.360.37挥发分/w%8.27.1灰分/w%0.150.16水分/w%0.190.12第五十四页,共一百三十六页。延迟焦化增加液收热转化过程,热转化主要包括两种反应,大分子烃类在高温条件下碳链断裂产生自由基,从而引发烃类的裂解连锁反应,生成比原料分子量小的气体产品和液体产品,同时芳环自由基、烯烃等能发生缩合反应,形成稠环芳烃乃至焦碳。增加液收助剂作用机理是:(1)促进活性自由基的形成,从而引发快速烃类的自由基裂解反应,使重质原料尽可能多地转化成轻质油品;(2)阻止芳环自由基、烯烃等发生缩合反应,使焦炭产量尽可能降低。第五十五页,共一百三十六页。工业试验情况延迟焦化增加液收助剂于2005年4月开始在天津分公司进行工业试验。工业试验过程中助剂的加注量为辐射室进料的150g/g.去F101B辐射室出口去F101A辐射室出口增液剂加注流程图
第五十六页,共一百三十六页。工业试验结果在装置操作参数和工艺条件基本保持不变的情况下,添加LZY-1型增加液收助剂可显著增加延迟焦化装置总液体收率;平均增加总液体收率1.47%,其中汽柴油平均增加1.88%,蜡油平均降低0.58%,液化气平均增加0.17%,焦炭产率下降0.71%。LZY-1型助剂在天津分公司延迟焦化装置使用中对产品性质无不良影响。
第五十七页,共一百三十六页。延迟焦化消泡剂延迟焦化无硅/低硅消泡剂第五十八页,共一百三十六页。延迟焦化无硅/低硅消泡剂简介适用于延迟焦化装置焦炭塔,具有可靠的消泡功能。对装置的产品分布、产品性质无不利影响。不含硅及其它有害元素,对下游装置无不利影响。第五十九页,共一百三十六页。延迟焦化无硅/低硅消泡剂技术特点消泡剂的表面张力比发泡液小。当消泡剂与泡沫接触后,吸附于泡膜上,继而侵入膜内,使该部分的表面张力显著地降低,而膜面其余部分仍然保持着原来较大的表面张力,这种在泡膜上的张力差异,使较强张力牵引着张力较弱的部分,从而使泡破裂除对形成的泡沫具有消除的功能外,还具有抑泡功能第六十页,共一百三十六页。评价条件及结果项目ABCDEFGHI液面位置,ml
125125125125125125125125125无消泡剂,ml
20020020020020020020020020010mg/g,ml
15015517515016516014515014020mg/g,ml
140140160140145140135135135编号为A的样品是聚丙烯酸酯,B至H是七种不同牌号的聚醚,I是二甲基硅油原料:大庆减压渣油温度:200±3℃氮气流量:400±5毫升/分钟第六十一页,共一百三十六页。实验结果
硅油消泡效果最好,除硅油外,样品G的消泡效果较好,基本可以替代硅油,作为生产无硅或低硅延迟焦化装置消泡剂的原料。另外几种样品总体性能与硅油相比有一定差距,不适合用于延迟焦化装置。第六十二页,共一百三十六页。
催化裂化过程产品介绍第六十三页,共一百三十六页。催化裂化汽油脱硫助剂(LDS-S1)催化裂化增产丙烯助剂(LPI-1)LDN-1型降低FCC烟气NOx助剂LST-1液体硫转移助剂
LMP系列钝镍剂
LMP系列钝钒剂
LMP系列多功能助剂(LMP-6)
降低FCC汽油硫含量助剂(液体)
催化裂化高效缓蚀剂催化裂化油浆阻垢剂系列第六十四页,共一百三十六页。催化裂化汽油脱硫助剂
(LDS-S1)第六十五页,共一百三十六页。前言标准硫,μg·g-1烯烃,v%芳烃,v%苯,v%欧Ⅱ≤500--
--
≤5.0欧Ⅲ≤150≤18≤42≤1.0欧Ⅳ≤50≤18≤35≤1.0世界燃油规范Ⅱ≤200≤20≤40≤2.5世界燃油规范Ⅲ≤30≤10≤35≤1.0美国2000≤170≤10≤25≤1.0美国2001≤30≤10≤25≤1.0中国GB17930-1999≤500≤35≤40≤2.5第六十六页,共一百三十六页。降低催化裂化汽油硫含量的方法催化裂化原料预处理应用催化裂化降硫催化剂或助剂催化裂化汽油后处理技术第六十七页,共一百三十六页。典型催化裂化硫平衡原料硫,0.6-2.5%100%干气、液化气中H2S汽油中硫化物柴油中硫化物油浆中硫化物焦炭前驱物}45%左右,其中汽油占8%左右FCCU45%左右10%左右第六十八页,共一百三十六页。助剂研发原则技术路线通过对分子筛的元素改性,调变分子筛中B酸和L酸的含量,增加助剂的氢转移反应活性,使一部分催化汽油中的硫化物经氢转移反应裂化为H2S。增加对汽油中硫化物的选择性烷基化能力,使一部分汽油中的硫化物转移到柴油馏分中。通过向载体中添加对汽油中硫化物具有选择吸附能力的金属氧化物,使部分汽油中硫化物吸附于催化剂表面,并进一步缩合形成焦炭。助剂中添加相应改性元素,增加助剂的水热稳定性。助剂各项理化指标应满足气固流化态过程对微球催化剂的要求。
第六十九页,共一百三十六页。LDS-S1脱硫助剂物性
项目LDS-S1脱硫助剂堆密度,g·cm-30.82磨损指数,%1.71表面积,m2·g-1265孔体积,ml·g-10.21微反活性MA76**助剂经800℃100%水蒸汽热处理4小时第七十页,共一百三十六页。工业应用实例中石化沧州分公司第七十一页,共一百三十六页。装置简介
重油催化裂化装置加工能力为120万吨/年,采用石科院的MIP工艺技术。重油催化装置加工原料主要是减压蜡油、常压渣油并掺炼部分焦化蜡油。催化汽油硫含量相对较高,一般在800-1000ppm。第七十二页,共一百三十六页。标定方案2005年2月1-5日空白标定阶段2005年2月5-11日为快速加剂阶段,使助剂在系统藏量中的比例达到10%,同时维持主催化剂的正常补充量。2月12日后为平衡加剂阶段,通过小型加料系统助剂以10%的比例与主催化剂一同补入系统,每天加入助剂量为400kg。
第七十三页,共一百三十六页。主催化剂和助剂性质
项目CGP-1ZLDS-S1孔体积/ml·g-10.340.20比表面积/m2·g-1248256堆积密度/g·ml-10.700.82磨损指数/m%·h-12.11.8微活指数(800℃,4h)/%7578颗粒分布/v%
0-40m18.419.20-149m93.990.3平均粒径/μm71.880.1第七十四页,共一百三十六页。原料油主要性质
项目空白标定总结标定密度/kg·m-3(20℃)931.7935.5残炭/m%2.563.35粘度/mm2·s-1(100℃)9.02511.83硫/m%0.680.80馏程/℃
HK21120210%35035830%40441650%43944870%486
90%
KK
500℃馏出/v%7472第七十五页,共一百三十六页。主要操作条件项目空白标定总结标定提升管出口温度/℃487488一反出口温度/℃510510反应压力/MPa0.2020.2原料预热温度/℃180183新鲜进料量/t·h-1138142回炼油/t·h-11113再生温度/℃688690再生压力/MPa0.2650.265分顶温度/℃102101吸顶温度/℃3335吸顶压力/MPa1.251.25解析塔底温度/℃113115稳定塔顶温/℃5355稳定塔底温/℃164165稳定塔压力/MPa0.920.99第七十六页,共一百三十六页。催化原料硫含量与汽油硫含量项目原料S/%汽油S/%汽油S/原料S空白标定0.680.0840.1240.650.0840.129空白平均0.6650.0840.126平衡加注期0.730.070.0960.790.0740.0940.780.0640.0820.800.0710.089平衡加注期平均0.7750.06980.090相对降低率/m%28.57第七十七页,共一百三十六页。催化汽油硫含量变化趋势第七十八页,共一百三十六页。汽油硫含量与原料硫含量比值变化
第七十九页,共一百三十六页。助剂加入对产品分布的影响产品分布/m%空白标定总结标定干气3.533.11液化气19.4418.79汽油35.1134.50柴油27.5230.60油浆5.614.06焦炭8.628.76损失0.170.18柴汽比0.780.89轻收/m%62.6365.1液收/m%82.0783.89第八十页,共一百三十六页。助剂加入对催化汽油性质影响项目空白标定总结标定密度/kg·m-3(20℃)720.0720.8馏程/℃
IBP323050%807990%148149FBP175175辛烷值MON79/RON93.5MON81.2/RON93.3硫含量/m%0.0840.071蒸气压/kPa7477芳烃/v%20.620.5烯烃/v%33.733.5第八十一页,共一百三十六页。助剂加入对催化柴油性质的影响项目空白标定总结标定密度/kg·m-3(20℃)926.6924.9馏程/℃
IBP16116010%17517750%26426890%330335FBP342365凝点/℃-25-15硫含量/m%0.7920.676第八十二页,共一百三十六页。助剂加入对干气性质的影响组成空白标定/m%总结标定/m%甲烷18.4920.61乙烷14.8816.77乙烯16.6615.81丙烷0.710.63丙烯2.582.37空气31.5724.51氢气2.362.76二氧化碳8.438.46硫化氢3.628.07第八十三页,共一百三十六页。助剂加入对液化气性质的影响组成空白标定/m%总结标定/m%乙烯0.030.56丙烷9.258.47丙烯33.8131.33异丁烷22.7722.91正丁烷4.664.88正异丁烯16.9218.30反丁烯6.767.75顺丁烯4.935.50碳50.870.29硫化氢0.91.35第八十四页,共一百三十六页。结论LDS-S1催化裂化汽油降硫助剂效果明显,保持系统藏量10%的比例时,催化稳定汽油硫含量降低近30%。从快速加剂到稳定补充的过程来看,LDS-S1降硫助剂对产品分布、性质影响很小。第八十五页,共一百三十六页。工业应用情况沧州分公司一直使用。扬子分公司一直在使用。独山子石化正在试用。有部分炼油厂正在与我们联系。第八十六页,共一百三十六页。催化裂化增产丙烯
(LPI-1)第八十七页,共一百三十六页。丙烯是仅次于乙烯的最重要的基本有机原料之一其最大用途是生产聚丙烯,约占52%,其次是丙烯腈12%、环氧丙烷7%、异丙苯7%、异丙醇4%、羰基醇9%和其他9%。2005年我国丙烯需求量将达705×104t/a。而我国到2010年丙烯生产能力才达660×104t/a增产丙烯符合我国未来石油化工原料市场的需求。丙烯市场需求第八十八页,共一百三十六页。丙烯生产的特点丙烯与其他化学品不同,它一般是以联产品或副产品方式得到。目前全球丙烯约有70%来自蒸汽裂解制乙烯的联产,28%来自炼厂(主要是催化裂化装置)副产,还有2%来自丙烷脱氢。
第八十九页,共一百三十六页。原料丙烯丁烯丁烷汽油柴油焦炭乙烷甲烷乙烯异丁烷丙烷图1催化裂化反应网络图第九十页,共一百三十六页。助剂增产丙烯的原理通过使用择形分子筛,选择性裂化汽油中的烯烃和烷烃通过改性氧化物增强对丙烷的脱氢活性对择形分子筛进行改性提高抗水热性能和增强对丙烯的选择性对基质进行改性,增强基质的裂化活性第九十一页,共一百三十六页。项目质量指标 检验方法
比表面/m2.g-1≥ 150.0 GB/T5816
孔容/mlg-1≥ 0.110RIPP151
堆积密度/kgm-3≥
750 RIPP31
磨损指数/(m.m-1.h-1)%≤ 3.5 RIPP29
干基含量/%≥ 95.0 RIPP32
粒度分布/%(v.v-1)
0-40m≤ 20.0 RIPP30
40-149.0m≥ 65.0
>149.0m≤ 15.0 助剂的产品标准
第九十二页,共一百三十六页。扬子石化应用情况2002年扬子石化股份公司0.65mt乙烯改造成功后,丙烯缺口巨大,缺口在100kt。公司和炼厂均十分希望催化裂化能最大量生产丙烯。经过多方案筛选后,炼油厂和催化车间均认为使用新型助剂是增产丙烯的一条有效途径。洛阳石化工程公司研究院研制的LPI-1增产丙烯助剂一方面可提高丙烯产量,另一方面汽油烯烃含量略有下降,汽油辛烷值略有提高,这种特性十分符合当前催化装置需要。第九十三页,共一百三十六页。LPI-1增产丙烯助剂加入情况从2004年6月8日开始向系统中快速加入LPI-1助剂,到6月14日共加入助剂6.5吨,约占系统藏量的5.1m%。6月15日起助剂正常加入,加入量为新鲜催化剂补充量的5.5m%。助剂加入后,装置催化剂流化情况正常。6月22~24日装置进行了标定,以检验LPI-1增产丙烯助剂的使用情况。第九十四页,共一百三十六页。装置产品收率对比名称 空白标定5m%助剂 差值总处理量t/d 2676 2669 -7.00减压渣油t/d 350 345 -5.00 汽油 41.29 40.03 -1.26柴油 25.90 25.33 -0.57液态烃 16.42 18.37 1.94干气 4.17 4.34 0.17油浆 5.31 4.92 -0.39焦炭 6.43 6.56 0.13其中丙烯 4.91 6.12 1.21损失+酸性气 0.47 0.45 -0.02轻质油收率,m% 67.20 65.36 -1.83总液收,m% 83.62 83.73 0.11第九十五页,共一百三十六页。液态烃组成对比
分析项目单位 空白标定 5m%助剂硫化氢 VOL% 2 2乙烷 VOL% 0.07 0丙烷 VOL% 12.52 10.82丙烯 VOL% 31.4
37.2异丁烷 VOL% 23.53 20.23正异丁烯VOL% 13.22 14.32正丁烷 VOL% 7.5 5.72顺丁烯 VOL% 4.73 5.26反丁烯 VOL% 5.84 6.13碳五以上VOL% 1.19 0.32第九十六页,共一百三十六页。汽油性质对比分析项目 单位 空白标定 5m%助剂密度(20℃) g/cm3 0.7271 0.726690% 173 173.4KK ℃ 202 201.5全馏 % 97 97实际胶质mg/100ml 4 4硫醇硫 %(m/m) 7 6S %(m/m) 512 445辛烷值 ROM 92.1 92.2烯烃含量v% 32.3 30.1第九十七页,共一百三十六页。原料性质对比表分析项目 单位 空白标定 5m%助剂密度 kg/m3 920.4 919.6残炭 % 2.23 2.05S mg/l 4931 4682Ni mg/l 4.9 5.2V mg/l 0.8 0.9芳烃 %(m/m) 15.64 17.10饱和烃 %(m/m) 61.32 62.05沥青质 %(m/m) 0.52 0.47胶质 mg/100ml 22.52 20.38第九十八页,共一百三十六页。工艺参数对比名称 单位 空白标定 5m%助剂反应温度 ℃ 510 510再生温度 ℃ 685 683反应压力 MPa 0.21 0.21再生压力 MPa 0.205 0.205原料预热温度 ℃ 200 193雾化蒸汽流量 t/h 4.6 4.6予提升干气量 t/h 1.7 1.7汽提蒸汽量 t/h 3 3粗汽油回炼量 t/h 14 13轻汽油回炼量 t/h 6 7第九十九页,共一百三十六页。经济效益测算第一百页,共一百三十六页。结论LPI-1增产丙烯助剂有着明显的增产丙烯效果,在占催化剂系统藏量5m%时,可将催化装置的丙烯收率提高1.2个百分点以上。LPI-1增产丙烯助剂有着与主催化剂相近的物理性质,在装置上使用无流化问题。该助剂使用后,装置的轻质油收率有所下降,但总液收略有上升。LPI-1增产丙烯助剂使用后,汽油中烯烃含量下降2V%,既能增产丙烯,又能保证汽油烯烃含量不上升。使用LPI-1增产丙烯助剂后,装置的经济效益有明显的提高。第一百零一页,共一百三十六页。工业应用情况扬子石化炼油厂催化裂化装置、武汉石化一催化、二催化已经连续使用LPI助剂一年半。独山子石化经试用了多家助剂后,最后认为LPI助剂是增产丙烯效果最好。目前正在开发更高增产丙烯活性的助剂在增产丙烯助剂方面保持最好。第一百零二页,共一百三十六页。LDN-1型降低FCC烟气NOx助剂
该剂的主要功能是为了解决炼油厂FCCUNOx排放超标和再生系统腐蚀等问题。解决再生器“硝脆”问题。降低再生烟气露点温度。其作用原理是助剂加速NOx与碳或一氧化碳反应,使NOx转换成氮气。该助剂具有良好的水热稳定性、抗磨损性能和流化性能,既不会增加其它污染物的排放,也不会对裂化产品分布和性质产生不利影响。随FCCU主催化剂一起加入。
第一百零三页,共一百三十六页。降低FCC烟气NOx助剂主要物理性能
性质LDN-1LDN-1A孔容/cm3.g-10.1350.141比表面/m2.g-1127142磨损指数/%2.11.5粒度分布%<40m20.6120.3740~80m46.1048.8480~120m20.9022.17>120m12.398.62第一百零四页,共一百三十六页。工业试验结果(独山子石化公司)LDN-1降低催化裂化再生烟气NOX助剂具有良好的脱NOX功能,助剂一次加入3wt%,并且每天按催化剂单耗的3wt%补入,可使再生烟气中NOX含量从1400mg·m-3左右降至平均为330mg/m3,脱除率达到75%。助剂工试期间,再生烟气中的CO含量一直维持在50ppm以内,再生器稀密相温差均不超过10℃,试用过程中装置操作平稳,未发生二次燃烧或尾燃现象。LDN-1降低催化裂化再生烟气NOX助剂对生产操作、产品质量及产品分布无不良影响。第一百零五页,共一百三十六页。LST-1液体硫转移助剂
主要功能
解决炼油厂FCCUSOX排放超标和再生系统腐蚀等问题
作用机理
随原料油一起注入提升管内,以FCC催化剂为载体,在再生器内其有效组分与SOx反应生成金属硫酸盐,在反应器内金属硫酸盐还原分解释放出H2S。加注方法
该助剂为水溶性,无味,低毒。可以单独加注使用,也可以与性能较为相近的FCC金属钝化剂复配共用一套加注系统使用。
第一百零六页,共一百三十六页。LST-1主要理化性质
项目数值检验方法密度/g.cm-31.3486GB/T2540凝点/℃<-28GB/T510粘度/(40℃),mm2.s-117.17GB/T265腐蚀/(50℃,Cu)1aGB/T5096有效组分含量/%15原子吸收溶解性与水任意比例互溶目测第一百零七页,共一百三十六页。LST-1液体硫转移助剂工业应用
LST-1液体硫转移助剂自1999年工业试验成功以来,先后在茂名、镇海、长岭进行了应用。结果表明:对于完全再生装置,SOx脱除率可达50%以上;对于非完全再生装置SOx脱除率在30%左右。第一百零八页,共一百三十六页。LST-1液体硫转移助剂工业应用结果
项
目茂名镇海长岭再生器温度,℃670—690一再—650—二再—710—烟气氧含量,%(v)2.2—1.5一再—1.2—二再—8.0—原料硫含量,w%0.70.50.8再生方式完全再生完全再生完全再生脱SOx率,%553052第一百零九页,共一百三十六页。LMP系列钝镍剂
主要功能
解决催化原料重金属尤其是镍对FCC催化剂的毒害作用。作用原理
钝镍剂中有效组分与金属镍反应生成类似于合金的物质,降低镍的脱氢活性。
LMP系列钝镍剂牌号及应用
LMP-4适用于热、温地区
LMP-4A适用于温、寒地区LMP-4B适用于高寒地区
第一百一十页,共一百三十六页。LMP系列钝镍剂的主要理化性质
项目
LMP-4LMP-4ALMP-4B有效组分含量
%m25.024.015.0密度(20℃)Kg.m-3
146012801300凝固点
℃
-3-10-25溶解性
与水任意比例互溶外观浅乳黄至棕色半透明液体第一百一十一页,共一百三十六页。LMP系列钝镍剂的工业应用
LMP钝镍剂自投放市场以来,已先在金陵、镇海、广州、天津大港、锦州等FCCU上进行了工业应用应用。结果表明,在催化裂化平衡剂镍污染为2000~18000μg/g的情况下,使用LMP钝镍剂可以使干气中氢气含量(V%)下降20~60%,同时,干气、焦炭产率也有所下降,液化气、汽油产率略有增加。第一百一十二页,共一百三十六页。项
目
广石化
南京炼厂
镇海石化
大港炼油厂所用钝化剂
LMP-4LMP-4LMP-4LMP-4进料Ni含量/μg.g-16-13/8-11/2-435平衡剂Ni含量/μg.g-160004400500018000平衡剂Sb/Ni0.360.3/0.53干气中H2
(前/后)
v
%38/2850/35/17.7(富气)
66/54干气中H2/CH4(前/后)
1.90/1.252.5/1.6
/1.68(富气)
/LMP钝镍剂在部分炼厂FCCU上的应用概况
第一百一十三页,共一百三十六页。LMP系列钝钒剂
主要功能
解决催化原料重金属尤其是钒对FCC催化剂的毒害作用。
作用原理
有效组分与金属钒形成一种稳定的高熔点化合物,阻止钒在催化剂分子筛上流动,从而减轻钒对催化剂分子筛的破坏,恢复催化剂活性。理化性能
LMP系列钝钒剂为水溶性、无味、低毒。主要理化性能指标见页表1。
第一百一十四页,共一百三十六页。LMP系列钝钒剂的主要理化性质
项目数值检验方法密度/g.cm-31.280GB/T2540凝点/℃<-12GB/T510粘度/(20℃),mm2.s-19.68GB/T265有效组分含量/%12原子吸收溶解性与水任意比例互溶目测第一百一十五页,共一百三十六页。
LMP系列钝钒剂工业应用情况
LMP系列钝钒剂已先后成功于荆门、南充等催化裂化装置应用。应用情况表明,在FCC催化剂钒污染达到4000~8000μg.g-1的情况下,催化剂活性可以提高2~4个单位,轻质油收率明显提高,产品分布明显得到改善。第一百一十六页,共一百三十六页。LMP系列多功能助剂(LMP-6)LMP系列多功能助剂(LMP-6)是一种能同时钝镍和钒的水溶性金属钝化剂。该剂将钝化镍和钝化钒的两种功能组分有机的结合在一起,使一剂同时具备钝化镍、钒的能力,并且各功能组分可以根据FCCU催化剂镍、钒污染水平进行调整。因而可以更灵活、有效地抑制镍、钒对FCC催化剂的污染。
第一百一十七页,共一百三十六页。LMP-6多功能助剂的主要理化性质
项目数值检验方法密度/g.cm-31.250GB/T2540凝点/℃<-10GB/T510有效固含量/%20原子吸收气味无刺激性气味感官溶解性与水任意比例互溶目测第一百一十八页,共一百三十六页。LMP-6多功能助剂工业应用情况
LMP-6多功能助剂自1997年3月工试成功以来,已先后在茂名、南京、广州、镇海等十几家炼厂得到广泛应用。应用结果表明,在镍、钒污染都较高的情况下,催化剂的微反活性可以提高2~6个单位,轻油收率1.0~3.0个百分点,干气中氢气含量降低30%以上。第一百一十九页,共一百三十六页。LMP-6多功能助剂工业RFCCU的应用概况
项目南京茂名广州平均掺渣比(前/后※)%(m)28.5/28.913.58/15.0045/49残炭,%2.22/2.964.7/4.53.56/4.16Ni/V(前),μg/g4800/200011800/63306283/4084Ni/V(后),μg/g4627-189511320-64505223/4253平衡剂MAT(前/后)%58.2/66.047/5263.3/64.08干气中H2(前/后)%(v)33.3/2239.6/33.29(富气)31.69/20.11干气中H2/CH4(前/后)1.33/0.663.39/3.14(富气)0.72/0.47轻油收率(前/后)%m
62.57/63.5262.99/66.2666.26/69.05
第一百二十页,共一百三十六页。降低催化裂化再生烟气污染物三效助剂随着环境问题的日益突出,工业释放所造成的空气污染问题受到了广泛的关注。硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)是两种主要的污染物,能引起酸雨和破坏臭氧层,污染环境,一氧化碳(CO)也是一种对环境非常有害的污染物。
第一百二十一页,共一百三十六页。作用机理
同硫转移剂NOx作用机理为:在催化裂化反应-再生过程中,FCC待生催化剂在再生器密相床层燃烧时,催化剂上焦炭中的氮会发生如下反应:氮燃烧生成NO,部分NO再与密相床层中的CO、焦炭反应生成N2。三效助剂利用密相床层中NO与CO和碳共存的特点,其有效组分会加速反应(2)和(3),使NO转变成N2,达到降低NOx的目的。随着助剂含量的增加,助剂的SO2、NO脱除率增加,当助剂在催化剂中的含量为1%时,CO脱除率就可达100%。
第一百二十二页,共一百三十六页。工业使用量及加入途径降低催化裂化再生烟气污染物三效助剂的推荐用量为2%左右。使用时可在1-2天内将占催化剂藏量2%左右的助剂加入装置中。根据FCC催化剂的单耗,将适量的助剂通过小型自动加料装置加入装置。第一百二十三页,共一百三十六页。催化裂化高效缓蚀剂简介催化裂化高效缓蚀剂主要用于解决催化分馏塔顶系统和吸收稳定系统的腐蚀问题,是针对于高硫含氮原油所引起的腐蚀问题而开发研制的新型高效缓蚀剂;该缓蚀剂能够对分馏塔顶系统和吸收稳定系统的管线、换热器、冷凝器、油水分离器、塔盘及内构件等设备的腐蚀情况起到有效的抑制作用主要应用于炼厂的催化分馏系统和吸收稳定系统;能够有效地抑制HCN-H2S-H2O等类型的腐蚀。
第一百二十四页,共一百三十六页。催化裂化高效缓蚀剂技术特点为吸附成膜型高效缓蚀剂,同时具有水溶性油分散性,具有加剂量小、缓蚀率高、使用方便、不污染油品和水质、无毒环保等特点。防腐作用主要体现在:①隔离H2S,缓蚀剂分子与金属铁表面的吸附能力强,能够有效地使腐蚀性物质与被保护金属表面隔离,以减少腐蚀的发生;
②捕捉CN-,利用特定的基团与CN-发生化学及络合反应以减少CN-的含量;③全面腐蚀控制,该缓蚀剂在水中完全溶解并在油中分散,可以达到全面抑制腐蚀的作用。-2第一百二十五页,共一百三十六页。催化裂化高效缓蚀剂工业应用于2002年11月开始在中石化洛阳分公司第二套催化装置(140万吨)分馏系统和吸收稳定系统上应用,应用结果显示,在加剂量为10~20mg/l下总铁离子由应用前的29.1mg/l降到4.
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