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1、催化裂化柴油加工路线的选择与优化孙磊;朱长健;程周全【摘 要】成品油市场需求的变化促进企业采取措施降低柴汽比,中国石化安庆分公 司采取多项措施增产汽油、压减柴油,采用新技术、新工艺拓展催化裂化柴油(催化 柴油)出路,通过提高催化柴油加氢精制深度、催化柴油与蜡油加氢混炼、催化柴油 与重油加氢混炼、LTAG工艺及RLG工艺等技术路线比较，优化选择催化柴油加工 路线结果表明，采用RLG技术可大幅降低柴油产量，提高轻质油收率,RLG装置与催 化裂化装置联合的LTAG技术使企业柴汽比进一步降低，取得更好的经济效益.期刊名称】石油炼制与化工年(卷),期】2019(050)005【总页数】7页(P45-51
2、)【关键词】催化裂化柴油;加氢混炼；LTAG;RLG【作 者】 孙磊;朱长健;程周全【作者单位】 中国石化安庆分公司,安徽安庆 246000;中国石化安庆分公司,安徽安庆 246000;中国石化安庆分公司,安徽安庆 246000【正文语种】 中 文我国催化裂化(FCC)加工能力约占原油一次加工能力的40%左右，导致催化裂化柴 油(催化柴油,LCO)在我国柴油池中占比较大，达30%以上，成为主要的二次加工 柴油组分。然而，世界原油重质化趋势愈加明显，含硫和高硫原油比例增加，国内 西部油田和部分海上原油多为重质含硫原油，加之为提高汽油收率或增产丙烯不断提高FCC装置操作苛刻度，导致LCO质量愈来愈
3、差，硫、氮、芳烃含量偏高，十 六烷值偏低1-3。我国油品质量升级步伐逐渐加快，2017年全国普遍实施国V阶段汽油和柴油标准， 并将在2019年全国推行国VI标准汽油和柴油4。中国石化安庆分公司（安庆分公 司原有2套柴油加氢精制装置，其中1.0 Mta柴油加氢精制装置（皿加氢装置）原 料为3套FCC装置的柴油及焦化柴油，经加氢精制生产硫质量分数约350 pgg的 普通柴油调合组分。为满足油品质量升级需要，同时降低低价值LCO产量、多产 高价值产品、提高车用柴油比例，安庆分公司积极拓展优化LCO加工路线，在实 现柴油质量升级的同时增产汽油、增产车用柴油、降低柴汽比，提高企业经济效益。1 LCO加工
4、工艺简介 随着市场汽油需求量的不断增长，其增幅已超过柴油需求量，汽油价格也高于柴油 价格，市场要求柴汽比不断降低。安庆分公司根据市场需求变化，在拓展优化LCO加工路线时选择合适的LCO加工工艺，以在提高柴油质量的同时增产汽油、 压减柴油。1.1 LCO加氢精制工艺LCO加氢精制工艺的主要目的是脱除原料油中的硫、氮、氧等杂质，加氢饱和烯 烃、芳烃，改善柴油安定性，但其对柴油十六烷值的提高幅度有限（仅26个单 位）；采用深度加氢脱硫催化剂的深度加氢处理工艺，可实现原料油的超深度加氢 脱硫，以满足国IV和国V标准清洁柴油生产需要，如安庆分公司皿加氢装置采用中 国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）开
5、发的FHUDS-8催化剂可稳定生产硫质量分 数不大于10 pgg的精制柴油。1.2 LCO与蜡油加氢掺炼工艺安庆分公司2.2 Mta蜡油加氢处理装置，采用中国石化石油化工科学研究院（石科 院）开发的RVHT蜡油加氢处理技术，在此基础上探索出了 LCO与蜡油加氢掺炼 工艺，即将LCO与直馏蜡油混合后进入蜡油加氢装置进行加氢处理，LCO掺炼比 例控制在11% 15%，反应产物进入分馏系统后仅将石脑油切出，精制柴油馏分 随精制蜡油馏分一起送至FCC装置，在提升管发生裂化反应，从而实现柴油转化 为高辛烷值汽油组分，达到增产汽油、压减柴油的目的。1.3 LCO与重油加氢掺炼工艺重油加氢工艺是以减压渣油、
6、减压蜡油、焦化蜡油及FCC重循环油为原料，经加 氢处理脱除硫、氮、氧等杂质，加氢饱和稠环芳烃及部分不饱和烃后，作为优质FCC原料，以减少FCC装置生焦量，提高轻质油收率，改善FCC汽油和柴油的产 品性质，副产的重油加氢柴油产品作为车用柴油调合组分。安庆分公司2.0 Mta 重油加氢装置采用石科院研发的第三代RHT系列渣油加氢催化剂和中国石化工程 建设公司（简称SEI）开发的渣油加氢成套技术，在此基础上探索出了 LCO与重油加 氢掺炼工艺，即将LCO与重油加氢原料混合后再进行加氢处理，可通过控制重油 加氢装置柴油（重加柴油）干点或将重加柴油组分压至重油加氢装置尾油并送至FCC 装置，提高FCC装
7、置轻质油品收率，增产车用柴油。1.4 LCO加氢-催化裂化组合多产高辛烷值汽油和芳烃料（LTAG）技术LCO因富含芳烃，尤其是稠环芳烃含量高，十六烷值低，难以作为车用柴油调合 组分，而LCO中稠环芳烃经选择性加氢饱和为单环芳烃，单环芳烃经选择性催化 裂化可生产高辛烷值汽油组分。石科院开发的LTAG技术就是利用选择性加氢饱 和单元和选择性催化裂化单元优化组合，将LCO馏分中多环芳烃先选择性加氢饱 和成单环芳烃再选择性催化裂化，实现最大化生产高辛烷值汽油或轻质芳烃的技术 。LCO通过加氢强化多环芳烃的选择性加氢饱和得到四氢萘型产物，加氢LCO 通过选择性催化裂化，可使四氢萘型单环芳烃的氢转移反应比
8、例降低至28% ，开 环裂化反应比例提高至72%刀。LTAG技术不仅拓宽了 LCO的出路，还增加了高 价值汽油产品收率，降低了柴汽比，从而提高炼油厂的经济效益。1.5 LCO生产高辛烷值汽油的加氢裂化（RLG）技术LCO富含二环、三环芳烃等大分子芳烃。石科院开发的RLG技术的原理是通过使 用专用的加氢转化催化剂和适宜的操作条件，使LCO中的二环、三环芳烃加氢饱 和为单环芳烃，再进一步开环裂化为汽油馏分中的苯、甲苯、二甲苯等高辛烷值组 分，从而达到生产高辛烷值汽油或BTX原料的目的。其加氢裂化转化路径如图1 所示2。图1 催化柴油加氢转化理想反应路径RLG技术可高选择性地将大分子芳烃转化为小分子
9、芳烃，富集到汽油馏分，增产 汽油、大幅度降低全厂柴汽比，主要技术特点为8:气体产率较低，C1C4 收率为4%9% :氢耗相对较低，汽油收率50%下对应化学氢耗3%左右； 产品汽油收率在30% 60%之间灵活可调；产品汽油馏分辛烷值较高，达91 97 ；柴油馏分十六烷值提高幅度较大，达10-17个单位。2安庆分公司LCO加工路线的选择及优化2.1 加氢精制路线安庆分公司皿加氢装置原设计处理能力为0.8 Mta（以年开工8 000 h计），压力等 级为8.0 MPa，原料涵盖催化裂化、焦化、裂解等二次加工柴油以及直馏柴油； 2005年底扩能改造后装置加工能力达到1.0 Mta ； 2013年安庆分
10、公司炼化一体 化项目建设投产后，装置的主要原料为3套FCC装置的柴油及焦化柴油；2016 年10月LTAG项目投用后装置主要原料为3套FCC装置的柴油。2012年3月装 置大修时对皿加氢装置FH-UDS催化剂进行了再生处理，2017年2月更换为 FHUDS -8深度加氢脱硫催化剂。2013年安庆分公司炼化一体化项目建设投产后，皿加氢装置原料油性质发生变化， 2013年9月2830日对该装置进行标定，考察装置工况一时满负荷（进料量为120 th，其中LCO进料量为100 th，焦化柴油进料量为20 th)下的产品质量、再 生后的FH-UDS催化剂性能、装置物料平衡、氢气消耗和能耗等。2016年1
11、0月 LTAG工艺投用，2017年2月装置停工更换为FHUDS -8催化剂，装置运行工况 再次发生变化， 2017年3月30日至4月1日对该装置进行标定，考察装置工况 二时满负荷(进料量为120 th，其中LCO进料量为100 th，精制油循环量为20 th)下的产品质量、FHUDS-8催化剂性能、物料平衡、氢气消耗和能耗等。不同工 况下装置的主要操作条件、原料及产品性质、装置物料平衡数据及能耗分别如表 1表3所示。表1装置主要操作条件项目工况一工况二反应器进料量(th-1)120120反应器入 口氢分压/MPa5.807.18体积空速h-11.601.36反应器上床层入口温度0C291293
12、 反应器下床层入口温度C316355催化剂床层总压降MPa0.240.28反应器床层平 均温度C319.7361.0反应器床层总温升C53110冷氢注入量/(m3h-1)3 37520 365氢油体积比647670脱硫率,%87.499.0表2原料及产品性质项目工况一工况二催化柴油原料密度(20 C)4kgm- 3)923.4935.0 w(硫pgg-1)3 159998 十六烷指数 23.0 馏程/C 95%341.5327.6 精制柴油密度(20 C)/(kgm-3)911.2903.3 w(硫)/(|jgg-1)5088 十六烷指数28.527.3 w(多环芳烃),37.021.5铜片腐
13、蚀(50 C,3 h)级1a1a闪点 (闭口彳C7581 凝点/Cv-15v-15 馏程C 95%339.3319.5 表3装置物料平衡数据及能耗项目工况一工况二入方质量分数,%原料油 100.00100.00新氢0.782.28出方质量分数,%精制柴油99.5199.73排放氢 0.330.40 低压分离气0.200.23 粗汽油0.280.24污油0.030.04损失0.431.64能 耗(MJt-1)484.4525.0选择LCO加氢精制路线时，可使柴油十六烷指数提高约4个单位，但精制柴油产 品十六烷指数也仅有28左右，工况一下精制柴油硫质量分数为508 pgg,装置仅 具备生产国皿普通
14、柴油调合组分的能力；装置更换催化剂为FHUDS -8后，精制 柴油硫质量分数不大于10 pgg,装置具备生产国V普通柴油调合组分的能力。与 工况一相比，工况二的加氢苛刻度高，装置能耗提高40.6 MJt。2.2 LCO与蜡油加氢掺炼路线蜡油加氢装置原加工直馏蜡油和焦化蜡油混合原料，企业为降低柴油收率、提高轻 质油产量，将LCO与蜡油加氢原料进行了混合加氢精制。LCO的掺炼比例为10% 15%（流量为20 30 th），催化剂床层平均温度为361 C,反应器平均反应 温升为42 C,精制柴油组分并入精制蜡油组分中作为FCC装置原料，精制蜡油 总硫质量分数不大于800 pgg。通过适当提高FCC装
15、置反应深度、降低原料预热 温度、提高剂油比、根据平衡剂活性适当延长小型加料器加料时间等方式优化产品 分布。FCC装置加工掺炼LCO的加氢蜡油前后的物料平衡数据如表4所示。由表 4可以看出，FCC装置加工掺炼LCO的加氢蜡油后，轻柴油收率降低3.84百分点， 汽油收率提高3.03百分点，达到了企业降低柴汽比的目的。表4 FCC装置加工掺炼LCO的加氢蜡油前后的物料平衡数据w , %项目掺炼前 掺炼后入方原料100100出方干气4.303.46液化气16.8420.19汽油 42.1145.14轻柴油24.6920.85油浆2.512.89轻污油1.650焦炭7.677.30损失 0.230.17
16、2.3 LCO与重油加氢掺炼路线为了在增加轻质油收率的同时提高车用柴油的产量，将LCO与重油加氢原料混合 加氢改质后返回FCC装置。重油加氢装置掺炼LCO后，通过控制重加柴油的终馏 点或重加柴油去向，考察不同工况下催化柴油产品性质、重加柴油产品性质及 FCC 装置产品分布情况。不同工况下的催化柴油性质及重加柴油性质如表 5 所示。 其中，空白工况为LCO未与重油加氢原料混炼的工况，此工况下重加柴油的终馏 点约为340 C;工况一为控制重加柴油终馏点在340 C左右；工况二为控制重加 柴油终馏点在280 C左右；工况三为控制重加柴油终馏点在340 C左右的同时， 重加柴油全部并入加氢尾油进FCC装置。工况一下催化柴油和重加柴油的总收率较空白工况(以下均同)下降2.70百分点， 催化裂化干气产率、催化裂化液化气收率、催化裂化汽油收
