某100萬(wàn)噸催化裂化裝置工藝技術(shù)

        催化裂化裝置年處理能力 100 萬(wàn)噸。本裝置由反應(yīng)-再生、 煙機(jī)組、 富氣壓縮機(jī)組、 分餾、 吸收穩(wěn)定、 汽油精制、 干氣-液態(tài)脫硫等單元組成。裝置共分為兩個(gè)系統(tǒng)操作：反應(yīng)-再生系統(tǒng): 包括反應(yīng)-再生、 機(jī)組單元；分離系統(tǒng)：包括分餾、 吸收穩(wěn)定、 汽油精制、 干氣液態(tài)烴脫硫單元。

一、 催化裂化裝置的工藝特點(diǎn)

        1. 催化裂化裝置對(duì)原料油性質(zhì)的適應(yīng)性能強(qiáng)， 因而原料油來(lái)源廣泛， 不僅能處理直餾重質(zhì)餾分油， 還能處理二次加工餾分， 如焦化蠟油、 脫瀝青油等， 同時(shí)還可摻煉常壓重油及減壓渣油。該裝置具有原料油餾程寬， 組成復(fù)雜的特點(diǎn)。

        2. 采用新型的分子篩催化劑， 催化劑的活性高， 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)能力強(qiáng)， 同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和抗金屬污染性能。可以有效的降低汽油中的烯烴含量， 保證汽油辛烷值和裝置的目的產(chǎn)品收率。

        3. 采用高效霧化噴嘴， 操作彈性大、 霧化效果好， 蒸汽用量小，促進(jìn)了油品與催化劑的良好接觸與混合， 降低了焦炭產(chǎn)率、 改善了 產(chǎn)品分布。

        4. 采用高效再生技術(shù)， 保證了 再生燒焦效果， 有利于提高再生催化劑活性。

       5. 在能量回收利用上， 采用煙機(jī)和余熱鍋爐充分回收裝置余熱。分別驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)供主風(fēng)和發(fā)生 3. 9MPa 高壓蒸汽， 充分合理利用能源，降低裝置的能耗。

        6. 產(chǎn)品的生產(chǎn)方案具有很大的靈活性， 可實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)汽油、 多產(chǎn)柴油、 多產(chǎn)液態(tài)性等不同的生產(chǎn)工藝方案。

二、 催化裂化裝置原料和產(chǎn)品

（一） 原料

        催化裂化裝置原料主要是減三線、 減四線蠟油和加氫蠟油 HGO，一般來(lái)講， 衡量原料油性質(zhì)指標(biāo)有：餾份組成、 烴類(lèi)族組成、 殘?zhí)?、重金屬?硫氮含量等五個(gè)方面。

        (l) 餾份組成： 餾份組成可以辨別原料的輕重和沸點(diǎn)范圍的寬窄， 在組成類(lèi)型相近時(shí)， 餾份越輕， 越不易裂化， 餾份越重， 越容易裂化， 因?yàn)檩p組分多， 不但裂化條件苛刻， 而且減少了 裝置處理能力，同時(shí)降低汽油的辛烷值。重組分多， 使重金屬含量增加及焦炭產(chǎn)率增加， 輕質(zhì)油收率下降， 還會(huì)使催化劑中毒。

        (2) 烴類(lèi)族組成： 原料油的烴類(lèi)族組成說(shuō)明了原料油被催化劑吸附反應(yīng)的快慢。催化裂化反應(yīng)， 主要為吸附——反應(yīng)——脫附三大過(guò)程， 稠環(huán)芳香基最易吸附， 但同時(shí)反應(yīng)速度最慢， 烯烴反應(yīng)速度最快，但吸附能力最差， 而環(huán)烷基較易吸附， 同時(shí)反應(yīng)速度較快、 汽油產(chǎn)率高， 辛烷值高， 氣體產(chǎn)率低， 芳香基原料最難裂化， 汽油產(chǎn)率低且生焦多。

        (3) 殘?zhí)浚?/strong> 殘?zhí)亢驮系慕M成， 餾分寬窄和膠質(zhì)、 瀝青質(zhì)的含量有關(guān)， 原料殘?zhí)贾蹈撸?則生焦多， 導(dǎo)致熱量過(guò)剩。

        (4) 重金屬：重金屬指 Fe、 Ni、 Cu、 V、 Na 等， 如重金屬在催化裂化催化劑表面上沉積會(huì)造成重金屬污染， 會(huì)降低催化劑的選擇性，導(dǎo)致催化劑中毒， 其結(jié)果是焦炭產(chǎn)率增大， 液體產(chǎn)品產(chǎn)率下降， 產(chǎn)品的不飽和度增加， 氣體中的 C ３ 和 C ４ 的產(chǎn)率降低， 特別明顯的是氫氣產(chǎn)率增加， 我裝置為消除重金屬污染， 使用了 鈍化劑， 可以較好地抑制催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生。

        (5) 硫氮含量： 原料中含硫化合物對(duì)催化劑活性沒(méi)有影響， 但硫會(huì)增加對(duì)設(shè)備的腐蝕， 使產(chǎn)品硫含量增加， 同時(shí)環(huán)境污染， 原料中含氮化合物， 特別是堿性氮化物含量多時(shí)， 會(huì)引起催化劑中毒， 使其失去活性。

（二） 產(chǎn)品

        本裝置主要產(chǎn)品有汽油、 輕柴油、 液態(tài)烴、 干氣；副產(chǎn)品油漿和焦炭。

1、汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2、輕柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

       輕柴油一般用于 1000r/min 以上高速燃料機(jī)作燃料， 廣泛用于拖拉機(jī)、 大型載重汽車(chē)、 船只、 排灌機(jī)械等， 本裝置生產(chǎn)的輕柴油十六烷值偏低， 安定性差， 不能作為商品油出廠， 只能作為粗柴油原料或與其他柴油調(diào)合成 0＃ 柴油出廠。

3、 液態(tài)烴的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

        催化裂化產(chǎn)生的液態(tài)烴可作民用燃料， 因其中烯烴含量高， 可作為生產(chǎn)各種有機(jī)溶劑， 合成橡膠， 合成纖維， 合成樹(shù)脂等基本有機(jī)化工產(chǎn)品的原料。以及各種高辛烷值汽油組分， 如疊合油、 烷基化油和甲基叔丁基醚。本裝置液態(tài)烴送氣體分離裝置后， 可分離出液態(tài)烴中的丙烯， 進(jìn)一步可生產(chǎn)聚丙烯等有機(jī)化工產(chǎn)品。

4、干氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

        催化裂化的干氣可作工業(yè)燃料， 也可作合成氨、 環(huán)氧乙烷、 乙二醇等原料。質(zhì)量指標(biāo)為干氣中 C ３ 以上組分含量控制(C ３ ≯3%) ；H 2 S 及總硫量控制小于 200ppm。

5、 油漿的性質(zhì)及用途

        催化裂化產(chǎn)生的油漿一般不作為產(chǎn)品， 油漿中含催化劑粉末， 可進(jìn)行回?zé)挕Ｈ绻ゴ呋瘎┓勰?作為焦化原料， 可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦——針狀焦。油漿如果用抽提方法抽提出大部分芳烴， 再讓抽余油返回催化， 即可減少生焦量， 被抽出的芳烴又可作為化工原料。

（三） 產(chǎn)品質(zhì)量控制

1. 汽油質(zhì)量的控制

（1） 辛烷值的控制

        ①反應(yīng)時(shí)間對(duì)汽油辛烷值的影響

        縮短反應(yīng)時(shí)間可減少二次反應(yīng)， 烯烴飽和為二次反應(yīng)， 因此縮短接觸時(shí)間可得到高質(zhì)量的含烯烴汽油， 使辛烷值增加。

        ②反應(yīng)溫度對(duì)汽油辛烷值的影響

        溫度一定時(shí)， 轉(zhuǎn)化率越大， 汽油辛烷值越高。轉(zhuǎn)化率一定時(shí)， 汽油辛烷值隨反應(yīng)溫度的升高而增加， 因?yàn)殡S反應(yīng)溫度升高， 氫轉(zhuǎn)移速度和裂解速度的比值下降， 烯烴含量隨溫度升高而增加． 實(shí)驗(yàn)證明，反應(yīng)溫度每增加 10℃， ROH 增加 0. 7～0. 9。

        ③劑油比對(duì)汽油辛烷值的影響

        增加劑油比或減小空速， 都增加了 反應(yīng)強(qiáng)度， 而使裂化轉(zhuǎn)化率增加， 隨著轉(zhuǎn)化率增加， ROH 及 MOH 均成直線上升， 在轉(zhuǎn)化率 65～80％范圍內(nèi)， 轉(zhuǎn)化率每上升 10％， ROH 可增加 0. 6～2. 0。

        ④再生劑含炭量對(duì)汽油辛烷值的影響

        在其它操作多數(shù)不變， 將再生催化劑含炭量從 0. 07％ 增加到0. 5％時(shí)， 轉(zhuǎn)化率下降， 但汽油辛烷值增加， 再生劑含量每增加 0. 1％(重) ， 汽油 ROH 約增加 0. 5。

（2） 汽油干點(diǎn)的控制

        汽油干點(diǎn)控制以分餾塔頂溫度為主要控制指標(biāo)， 通過(guò)調(diào)整頂循環(huán)、冷回流來(lái)改變塔頂溫度， 以達(dá)到控制汽油干點(diǎn)的目的， 由于粗汽油干點(diǎn)比穩(wěn)定汽油高， 調(diào)整粗汽油干點(diǎn)使控制來(lái)得更加及時(shí)， 且同樣能達(dá)到控制穩(wěn)定汽油干點(diǎn)的目的， 因此控制粗汽油干點(diǎn)而不是穩(wěn)定汽油干點(diǎn)， 本裝置汽油于點(diǎn)控制為不大于 205℃。

（3） 汽油蒸汽壓的控制

        汽油餾程中規(guī)定 10％餾出溫度不高于某一數(shù)值， 目的是保證發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能， 但 10％餾出溫度過(guò)低時(shí)將導(dǎo)致供油系統(tǒng)中產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象， 而此現(xiàn)象和汽油的飽和蒸汽壓有密切關(guān)系， 因此必須控制汽油的飽和蒸汽壓。本裝置通過(guò)調(diào)節(jié)穩(wěn)定塔壓力、 回流比、 進(jìn)料位置(穩(wěn)定塔有三處進(jìn)料口) 以及塔底重沸器返塔溫度來(lái)控制汽油蒸汽壓， 同時(shí)還需考慮到液態(tài)烴攜帶 C 5 的可能。本裝置汽油蒸汽壓夏季控制為≯67KPa， 冬季控制為 80KPa， 穩(wěn)定塔頂壓力控制為 1. 1MPa(絕) 。

（4） 汽油硫化物含量的控制

        汽油中含有硫化氫、 硫醇等活性硫化物， 會(huì)使汽油銅片腐蝕不合格， 使用這種汽油會(huì)嚴(yán)重腐蝕機(jī)器和容器， 所以必須進(jìn)行堿洗精制。硫化氫很容易用堿洗除去， 硫醇?jí)A洗劑只能除掉一部分， 堿還能除掉一部分環(huán)烷酸和酚類(lèi)物質(zhì)。

2. 輕柴油的質(zhì)量控制

（1） 輕柴油凝固點(diǎn)的控制

        輕柴油凝固點(diǎn)是由分餾塔第十八塔層盤(pán)上氣相溫度控制的， 本裝置輕柴油凝固點(diǎn)控制在＜-10℃。

（2） 輕柴油的閃點(diǎn)控制

        輕柴油的閃點(diǎn)通過(guò)輕柴油汽提塔的液位與汽提蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)， 低液位和大蒸汽量對(duì)控制閃點(diǎn)有利， 但液位過(guò)低輕柴油汽提塔塔底易抽空， 蒸汽量過(guò)大， 會(huì)增加汽提塔頂負(fù)荷且造成液面波動(dòng)， 影響操作，本裝置柴油閃點(diǎn)控制為≮85℃。

（3） 輕柴油的十六烷值控制

        本裝置有兩套生產(chǎn)方案， 一套為不摻煉渣油， 一套為摻煉 10％渣油， 隨著進(jìn)料中渣油量的增加， 輕柴油質(zhì)量將變差， 主要表現(xiàn)在：膠質(zhì)升高， 油品安定性變差， 顏色變深， 十六烷值降低等幾方面。催化裂化生產(chǎn)的輕柴油含有較多的芳烴， 十六烷值較直餾柴油低得多， 只有 31 左右， 不能作為商品油出廠， 需要與直餾柴油等調(diào)合后才能作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。

3. 液態(tài)烴質(zhì)量控制

（1） 液態(tài)烴 C2 含量控制

        影響因素：脫吸效果， 液態(tài)烴冷后溫度， 脫吸塔壓力， 壓力高，穩(wěn)定塔進(jìn)料很容易帶來(lái) C2 組分。

        調(diào)節(jié)方法：根據(jù)液態(tài)烴C2 含量多少， 調(diào)節(jié)脫吸效果。

(2) 液態(tài)烴 C 5 含量控制

        影響因素：

        ①穩(wěn)定塔(T-304) 頂溫下降， 穩(wěn)定汽油氣化少， 液態(tài)烴中 C5 含量低。

        ②T-304 頂壓升高， 液態(tài)烴中 C5 組分壓到穩(wěn)定汽油中， 液態(tài)烴中C5 含量下降。

        ③塔底再沸器出口溫度， 當(dāng)塔負(fù)荷小， 適當(dāng)提高溫度， 有利于汽液接觸。

        ④塔頂回流量增大， 液態(tài)烴中 C5含量下降。

        ⑤進(jìn)料位置對(duì)液態(tài)烴 C5 含量影響。

        調(diào)節(jié)方法：

        ①塔頂溫度(即調(diào)節(jié)重沸器出口溫度) 。

        ②塔頂壓力。

        ③進(jìn)料位置一般不作為正常調(diào)節(jié)手段。

（3） 液態(tài)烴中 H2S含量及總硫量由脫硫效果決定。

        液態(tài)烴中硫含量由脫硫塔的壓力、 溫度；再生塔貧胺液含硫量；胺液循環(huán)量；富液脫氣罐脫氣效果控制。

4. 干氣質(zhì)量控制

（1） 干氣中 C3以上組分含量控制(C3 ≯3%) 。

        影響因素：

        ①富氣流量、 性質(zhì)及溫度。

        ②吸收劑流量和溫度。

        ③粗汽油流量和溫度。

        ④貧吸收油流量。2， 3， 4 項(xiàng)反映吸收能力的高低， 汽液兩相溫差大， 蒸汽壓大， 推動(dòng)力大， 有利于 C3 的吸收。

        ⑤脫吸氣流量大， 將導(dǎo)致吸收塔(T-301) 負(fù)荷增大， 吸收效果差，不利于控制干氣質(zhì)量。

        ⑥吸收塔、 再吸收塔壓力高， 有利于吸收C3 以上的組分。

        ⑦吸收塔一、 二中回流量大， 溫度下降， 有利于吸收。

        調(diào)節(jié)方法：

        ①改變吸收劑量。

        ②改變貧吸收油量。

（2） 干氣中 H2S 及總硫量控制由脫硫效果決定

        干氣含硫量主要由下列條件控制：脫硫塔的壓力、 溫度；再生塔的液面、 溫度、 壓力；胺液循環(huán)量；富液脫氣罐的脫氣效果。

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