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1、PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS2010 年 第 41 卷 第 2 期- -MIP工 艺 在 催 化 裂 化 装 置 上 的 应 用李 乃 义 （ 中 原 油 田 石 油 化 工 总 厂 ， 濮 阳 457165）摘 要 介 绍 了 石 油 化 工 科 学 研 究 院 研 制 的 MIP 技 术 在 中 原 石 油 化 工 总 厂 催 化 裂 化 装 置 上 的应 用 情 况 。 运 行 结 果 表 明 ， 该 技 术 具 有 良 好 的 降 低 汽 油 烯 烃 含 量 的 能 力 ， 对 降 低 汽 油 硫 含 量 也 有一 定 作 用 ， 使
2、用 后 汽 油 烯 烃 体 积 分 数 由 40% 下 降 到 25% 35%， 硫 含 量 从 600 g/g 左 右 降 低 到500 g/g 以 下 ， 产 品 分 布 较 好 ， 装 置 能 耗 和 加 工 成 本 有 所 降 低 。关 键 词 ： 催 化 裂 化 烯 烃 产 品 分 布 硫 含 量收 稿 日 期 ： 2009-03-02； 修 改 稿 收 到 日 期 ： 2009-05-25。作 者 简 介 ： 李 乃 义 ， 高 级 工 程 师 ， 1987 年 毕 业 于 大 庆 石 油 学 院炼 制 系 ， 一 直 从 事 炼 油 化 工 工 作 。1 前 言中 原 油 田 石
3、 油 化 工 总 厂 催 化 裂 化 装 置 的 原 料是 常 压 渣 油 ， 加 工 能 力 为 500 kt/a， 汽 油 中 烯 烃 体 积分 数 在 40% 左 右 ， 硫 含 量 最 高 为 640 g/g， 这 两 项指 标 偏 高 ， 影 响 汽 油 的 出 厂 和 经 济 效 益 的 提 高 。 又因 为 原 油 性 质 日 益 变 重 和 国 家 对 石 油 产 品 环 保 要求 的 提 高 ， 中 原 油 田 石 油 化 工 总 厂 对 催 化 裂 化 装 置进 行 了 MIP 工 艺 技 术 改 造 ， 不 仅 使 催 化 裂 化 汽 油烯 烃 体 积 分 数 降 低 到
4、 25%， 而 且 使 汽 油 硫 含 量 降低 到 500 g/g 以 下 ， 提 高 了 产 品 质 量 并 有 效 地 降 低了 装 置 能 耗 和 加 工 成 本 ， 取 得 了 良 好 的 经 济 效 益 。2 改 造 前 存 在 的 问 题（ 1） 装 置 能 耗 较 高 。 由 于 原 设 计 没 有 低 温 热的 回 收 ， 因 而 造 成 循 环 水 和 能 量 的 双 重 浪 费 。（ 2） 汽 油 质 量 难 以 达 到 质 量 指 标 ， 其 中 包 括 烯烃 含 量 和 硫 含 量 。（ 3） 产 品 质 量 升 级 代 价 大 。 为 了 满 足 汽 油 新标 准
5、对 烯 烃 含 量 的 要 求 ， 如 果 使 用 MGD 工 艺 技术 ， 即 通 过 回 炼 粗 汽 油 增 产 丙 烯 、 并 降 低 汽 油 烯 烃含 量 的 技 术 ， 不 但 会 使 装 置 的 原 料 加 工 能 力 降 低 ，而 且 会 大 大 增 加 装 置 能 耗 。（ 4） 催 化 裂 化 装 置 生 焦 率 高 ， 再 生 系 统 烧 焦 能力 不 足 ， 沉 降 器 汽 提 段 汽 提 效 果 不 好 ， 焦 炭 中 氢 含量 偏 高 。（ 5） 分 馏 塔 顶 冷 却 能 力 明 显 不 足 ， 导 致 分 馏塔 顶 油 气 冷 却 后 温 度 在 55 左 右 ，
6、 富 气 量 增 加 较多 ， 气 压 机 已 满 负 荷 运 转 。3 MIP 工 艺 原 理1-5MIP工 艺 是 一 种 以 多 生 成 异 构 烷 烃 和 芳 烃 为目 的 的 催 化 裂 化 新 工 艺 ， 它 将 反 应 过 程 分 为 两 个区 ， 以 烯 烃 为 结 合 点 ， 生 成 烯 烃 为 第 一 反 应 区 ， 烯烃 转 化 反 应 为 第 二 反 应 区 。 第 一 反 应 区 的 操 作 方式 类 似 常 规 催 化 裂 化 方 式 ， 即 高 温 、 短 接 触 时 间 和高 剂 油 比 。 该 区 反 应 苛 刻 度 应 高 于 目 前 催 化 裂 化的 反
7、应 苛 刻 度 ， 这 样 可 以 达 到 在 短 时 间 内 将 较 重的 原 料 油 裂 化 生 成 烯 烃 ， 并 且 可 以 保 留 更 多 的 较大 分 子 烯 烃 。 同 时 高 反 应 苛 刻 度 可 以 减 少 汽 油 组成 中 的 低 辛 烷 值 组 分 （ 正 构 烷 烃 和 环 烷 烃 ） ， 对 提高 汽 油 的 辛 烷 值 非 常 有 利 。由 于 烯 烃 生 成 异 构 烷 烃 既 有 平 行 反 应 又 有 串联 反 应 ， 且 反 应 温 度 低 对 其 生 成 有 利 ， 故 在 第 二 反应 区 内 采 取 不 同 于 常 规 催 化 裂 化 的 操 作 方
8、 式 。 在第 一 反 应 区 末 端 通 入 冷 却 介 质 ， 降 低 第 二 反 应 区的 反 应 温 度 ； 增 大 第 二 反 应 区 的 截 面 积 延 长 油 气和 催 化 剂 的 停 留 时 间 ， 促 进 大 分 子 烯 烃 氢 转 移 反应 和 异 构 化 反 应 的 发 生 ， 使 汽 油 中 的 烯 烃 含 量 降低 ， 异 构 烷 烃 和 芳 烃 含 量 增 加 ， 达 到 多 产 异 构 烷 烃和 芳 烃 的 目 的 。MIP 两 段 反 应 新 型 提 升 管 技 术 突 破 了 现 有 的催 化 裂 化 工 艺 对 氢 转 移 反 应 的 限 制 ， 实 现 了
9、 烯 烃的 裂 化 反 应 、 氢 转 移 反 应 和 异 构 化 反 应 的 可 控 性和 选 择 性 ， 达 到 了 降 低 汽 油 烯 烃 含 量 的 目 的 。4 改 造 前 后 的 比 较4.1 改 造 前 后 的 汽 油 烯 烃 含 量 变 化改 造 前 后 的 汽 油 烯 烃 含 量 变 化 见 图 1。 其加工工艺2010 年 第 41 卷 第 2 期- -中 ， 4 5 月 份 的 数 据 为 改 造 前 汽 油 烯 烃 含 量 ,7月 份 数 据 为 改 造 后 烯 烃 含 量 。 由 图 1 可 见 ， 改造 前 汽 油 烯 烃 体 积 分 数 基 本 在 35% 40%
10、， 有时 超 过 40%； 改 造 后 ， 汽 油 烯 烃 体 积 分 数 控 制 在25% 35%， 满 足 产 品 质 量 要 求 。图 1 改 造 前 后 汽 油 烯 烃 含 量 对 比4.2 改 造 前 后 汽 油 硫 含 量 变 化改 造 前 后 汽 油 硫 含 量 变 化 见 图 2。 由 图 2 可以 看 出 ， 改 造 前 催 化 裂 化 汽 油 硫 含 量 较 难 控 制 ， 在600 g/g 左 右 ， 基 本 符 合 汽 油 硫 含 量 占 原 料 硫 含量 10% 的 规 律 。 改 造 后 ， 汽 油 硫 含 量 基 本 维 持 在500 g/g 以 下 ， 相 比
11、改 造 前 降 硫 效 果 达 到 16.7%。010020030040050060070080090004-01 05-09 10-08 11-05 11-27汽油硫含量/gg-1图 2 改 造 前 后 汽 油 硫 含 量 对 比4.3 改 造 前 后 产 品 收 率 数 据 对 比改 造 前 后 产 品 收 率 统 计 数 据 见 表 1。 由 表 1可 见 ， 经 过 技 术 改 造 ， 装 置 的 轻 油 收 率 和 总 液 体 收率 都 有 较 大 提 高 ， 轻 油 收 率 平 均 提 高 5.07 个 百 分点 ， 总 液 体 收 率 平 均 提 高 2.25 个 百 分 点 。
12、 其 中 汽油 收 率 平 均 上 升 3.77 个 百 分 点 ， 柴 油 收 率 平 均 上升 1.30 个 百 分 点 ， 液 化 气 收 率 下 降 0.09 个 百 分点 ， 副 产 品 油 浆 收 率 下 降 2.73 个 百 分 点 ， 副 产 品 干气 及 损 失 下 降 2.73 个 百 分 点 。4.4 改 造 前 后 装 置 消 耗 对 比改 造 前 后 装 置 消 耗 数 据 见 表 2。 由 表 2 可 见 ，表 1 改 造 前 后 产 品 收 率 % 项 目 改 造 前 改 造 后汽 油 43.9747.74柴 油 16.1317.43液 化 气 20.3520.2
13、6油 浆 5.082.35干 气 +损 失 5.45 2.72焦 炭 9.02 9.50轻 油 收 率 60.10 65.17总 液 体 收 率 85.53 87.78改 造 后 电 耗 下 降 幅 度 较 大 ， 主 要 原 因 在 于 催 化 裂化 装 置 最 主 要 的 耗 电 设 备 烟 气 轮 机 正 常 运行 ， 实 际 耗 电 量 波 动 不 大 ， 而 装 置 的 加 工 量 提 高 ，因 此 单 耗 下 降 ， 从 改 造 前 的 55.43 kWh/t， 下 降 到 改造 后 的 43.39 kWh/t； 新 鲜 水 、 脱 氧 水 、 蒸 汽 、 压 缩风 的 单 耗 都
14、 有 大 幅 度 下 降 。项 目 改 造 前 改 造 后电 /kWh 55.43 43.39新 鲜 水 /t 0.075 0.06脱 氧 水 /t 0.736 0.72蒸 汽 /t 0.28 0.24自 产 蒸 汽 /t 0.69 0.68压 缩 风 （ 标 准 状 态 ） /m3 t-115.1 13.08加 工 量 /t h-131 513 37 453反 再 系 统 消 耗 蒸 汽 /kg h-16 720 4 585表 2 改 造 前 后 各 项 单 耗 数 据 对 比蒸 汽 消 耗 方 面 ， 改 造 前 后 分 馏 系 统 、 吸 收 稳 定系 统 及 附 属 装 置 的 蒸 汽
15、 消 耗 没 有 发 生 变 化 ， 蒸 汽的 自 产 与 消 耗 的 变 化 集 中 在 反 应 再 生 系 统 （ 反 再系 统 ） 。 反 再 系 统 蒸 汽 消 耗 下 降 2 135 kg/h， 主 要体 现 在 汽 提 蒸 汽 用 量 上 。 改 造 前 汽 提 段 汽 提 蒸 汽用 量 为 3 t/h， 改 造 后 采 用 两 段 汽 提 的 蒸 汽 用 量 共计 1.62 t/h； 另 外 ， 高 效 汽 提 分 布 环 的 应 用 ， 也 有 利于 汽 提 蒸 汽 用 量 的 减 少 。4.5 改 造 前 后 加 工 能 力 的 比 较MIP 工 艺 可 以 提 高 催 化
16、裂 化 装 置 的 加 工 能力 。 中 原 油 田 石 油 化 工 总 厂 催 化 裂 化 装 置 在 改造 前 经 过 历 次 技 术 革 新 ， 渣 油 最 大 加 工 量 只 达 到380 kt/a。 MIP 技 术 改 造 后 ， 装 置 年 加 工 量 有 较 大幅 度 的 增 加 ， 加 工 量 变 化 见 图 3。4.6 改 造 前 后 经 济 效 益 比 较以 改 造 前 原 有 的 MGD 工 艺 技 术 作 为 比 较基 础 ， 汽 油 价 格 按 照 4 995 元 /t， 柴 油 价 格 按 照4508 元 /t， 液 化 气 价 格 按 照 4 500 元 /t， 油 浆 价 格按 照 2642 元 /t， 新 鲜 水 价 格 按 照 3.9 元 /t， 蒸 汽 价
