某100万吨催化裂化装置工艺技术

        催化裂化装置年处理能力 100 万吨。本装置由反应-再生、 烟机组、 富气压缩机组、 分馏、 吸收稳定、 汽油精制、 干气-液态脱硫等单元组成。装置共分为两个系统操作：反应-再生系统: 包括反应-再生、 机组单元；分离系统：包括分馏、 吸收稳定、 汽油精制、 干气液态烃脱硫单元。

一、 催化裂化装置的工艺特点

        1. 催化裂化装置对原料油性质的适应性能强， 因而原料油来源广泛， 不仅能处理直馏重质馏分油， 还能处理二次加工馏分， 如焦化蜡油、 脱沥青油等， 同时还可掺炼常压重油及减压渣油。该装置具有原料油馏程宽， 组成复杂的特点。

        2. 采用新型的分子筛催化剂， 催化剂的活性高， 氢转移反应能力强， 同时具有良好的稳定性和抗金属污染性能。可以有效的降低汽油中的烯烃含量， 保证汽油辛烷值和装置的目的产品收率。

        3. 采用高效雾化喷嘴， 操作弹性大、 雾化效果好， 蒸汽用量小，促进了油品与催化剂的良好接触与混合， 降低了焦炭产率、 改善了 产品分布。

        4. 采用高效再生技术， 保证了 再生烧焦效果， 有利于提高再生催化剂活性。

       5. 在能量回收利用上， 采用烟机和余热锅炉充分回收装置余热。分别驱动主风机供主风和发生 3. 9MPa 高压蒸汽， 充分合理利用能源，降低装置的能耗。

        6. 产品的生产方案具有很大的灵活性， 可实现多产汽油、 多产柴油、 多产液态性等不同的生产工艺方案。

二、 催化裂化装置原料和产品

（一） 原料

        催化裂化装置原料主要是减三线、 减四线蜡油和加氢蜡油 HGO，一般来讲， 衡量原料油性质指标有：馏份组成、 烃类族组成、 残碳、重金属、 硫氮含量等五个方面。

        (l) 馏份组成： 馏份组成可以辨别原料的轻重和沸点范围的宽窄， 在组成类型相近时， 馏份越轻， 越不易裂化， 馏份越重， 越容易裂化， 因为轻组分多， 不但裂化条件苛刻， 而且减少了 装置处理能力，同时降低汽油的辛烷值。重组分多， 使重金属含量增加及焦炭产率增加， 轻质油收率下降， 还会使催化剂中毒。

        (2) 烃类族组成： 原料油的烃类族组成说明了原料油被催化剂吸附反应的快慢。催化裂化反应， 主要为吸附——反应——脱附三大过程， 稠环芳香基最易吸附， 但同时反应速度最慢， 烯烃反应速度最快，但吸附能力最差， 而环烷基较易吸附， 同时反应速度较快、 汽油产率高， 辛烷值高， 气体产率低， 芳香基原料最难裂化， 汽油产率低且生焦多。

        (3) 残炭： 残炭和原料的组成， 馏分宽窄和胶质、 沥青质的含量有关， 原料残碳值高， 则生焦多， 导致热量过剩。

        (4) 重金属：重金属指 Fe、 Ni、 Cu、 V、 Na 等， 如重金属在催化裂化催化剂表面上沉积会造成重金属污染， 会降低催化剂的选择性，导致催化剂中毒， 其结果是焦炭产率增大， 液体产品产率下降， 产品的不饱和度增加， 气体中的 C ３ 和 C ４ 的产率降低， 特别明显的是氢气产率增加， 我装置为消除重金属污染， 使用了 钝化剂， 可以较好地抑制催化剂中毒现象的发生。

        (5) 硫氮含量： 原料中含硫化合物对催化剂活性没有影响， 但硫会增加对设备的腐蚀， 使产品硫含量增加， 同时环境污染， 原料中含氮化合物， 特别是碱性氮化物含量多时， 会引起催化剂中毒， 使其失去活性。

（二） 产品

        本装置主要产品有汽油、 轻柴油、 液态烃、 干气；副产品油浆和焦炭。

1、汽油质量标准

2、轻柴油的质量标准

       轻柴油一般用于 1000r/min 以上高速燃料机作燃料， 广泛用于拖拉机、 大型载重汽车、 船只、 排灌机械等， 本装置生产的轻柴油十六烷值偏低， 安定性差， 不能作为商品油出厂， 只能作为粗柴油原料或与其他柴油调合成 0＃ 柴油出厂。

3、 液态烃的质量标准

        催化裂化产生的液态烃可作民用燃料， 因其中烯烃含量高， 可作为生产各种有机溶剂， 合成橡胶， 合成纤维， 合成树脂等基本有机化工产品的原料。以及各种高辛烷值汽油组分， 如叠合油、 烷基化油和甲基叔丁基醚。本装置液态烃送气体分离装置后， 可分离出液态烃中的丙烯， 进一步可生产聚丙烯等有机化工产品。

4、干气质量标准

        催化裂化的干气可作工业燃料， 也可作合成氨、 环氧乙烷、 乙二醇等原料。质量指标为干气中 C ３ 以上组分含量控制(C ３ ≯3%) ；H 2 S 及总硫量控制小于 200ppm。

5、 油浆的性质及用途

        催化裂化产生的油浆一般不作为产品， 油浆中含催化剂粉末， 可进行回炼。如果除去催化剂粉末， 作为焦化原料， 可生产优质焦——针状焦。油浆如果用抽提方法抽提出大部分芳烃， 再让抽余油返回催化， 即可减少生焦量， 被抽出的芳烃又可作为化工原料。

（三） 产品质量控制

1. 汽油质量的控制

（1） 辛烷值的控制

        ①反应时间对汽油辛烷值的影响

        缩短反应时间可减少二次反应， 烯烃饱和为二次反应， 因此缩短接触时间可得到高质量的含烯烃汽油， 使辛烷值增加。

        ②反应温度对汽油辛烷值的影响

        温度一定时， 转化率越大， 汽油辛烷值越高。转化率一定时， 汽油辛烷值随反应温度的升高而增加， 因为随反应温度升高， 氢转移速度和裂解速度的比值下降， 烯烃含量随温度升高而增加． 实验证明，反应温度每增加 10℃， ROH 增加 0. 7～0. 9。

        ③剂油比对汽油辛烷值的影响

        增加剂油比或减小空速， 都增加了 反应强度， 而使裂化转化率增加， 随着转化率增加， ROH 及 MOH 均成直线上升， 在转化率 65～80％范围内， 转化率每上升 10％， ROH 可增加 0. 6～2. 0。

        ④再生剂含炭量对汽油辛烷值的影响

        在其它操作多数不变， 将再生催化剂含炭量从 0. 07％ 增加到0. 5％时， 转化率下降， 但汽油辛烷值增加， 再生剂含量每增加 0. 1％(重) ， 汽油 ROH 约增加 0. 5。

（2） 汽油干点的控制

        汽油干点控制以分馏塔顶温度为主要控制指标， 通过调整顶循环、冷回流来改变塔顶温度， 以达到控制汽油干点的目的， 由于粗汽油干点比稳定汽油高， 调整粗汽油干点使控制来得更加及时， 且同样能达到控制稳定汽油干点的目的， 因此控制粗汽油干点而不是稳定汽油干点， 本装置汽油于点控制为不大于 205℃。

（3） 汽油蒸汽压的控制

        汽油馏程中规定 10％馏出温度不高于某一数值， 目的是保证发动机的启动性能， 但 10％馏出温度过低时将导致供油系统中产生气阻现象， 而此现象和汽油的饱和蒸汽压有密切关系， 因此必须控制汽油的饱和蒸汽压。本装置通过调节稳定塔压力、 回流比、 进料位置(稳定塔有三处进料口) 以及塔底重沸器返塔温度来控制汽油蒸汽压， 同时还需考虑到液态烃携带 C 5 的可能。本装置汽油蒸汽压夏季控制为≯67KPa， 冬季控制为 80KPa， 稳定塔顶压力控制为 1. 1MPa(绝) 。

（4） 汽油硫化物含量的控制

        汽油中含有硫化氢、 硫醇等活性硫化物， 会使汽油铜片腐蚀不合格， 使用这种汽油会严重腐蚀机器和容器， 所以必须进行碱洗精制。硫化氢很容易用碱洗除去， 硫醇碱洗剂只能除掉一部分， 碱还能除掉一部分环烷酸和酚类物质。

2. 轻柴油的质量控制

（1） 轻柴油凝固点的控制

        轻柴油凝固点是由分馏塔第十八塔层盘上气相温度控制的， 本装置轻柴油凝固点控制在＜-10℃。

（2） 轻柴油的闪点控制

        轻柴油的闪点通过轻柴油汽提塔的液位与汽提蒸汽量来调节， 低液位和大蒸汽量对控制闪点有利， 但液位过低轻柴油汽提塔塔底易抽空， 蒸汽量过大， 会增加汽提塔顶负荷且造成液面波动， 影响操作，本装置柴油闪点控制为≮85℃。

（3） 轻柴油的十六烷值控制

        本装置有两套生产方案， 一套为不掺炼渣油， 一套为掺炼 10％渣油， 随着进料中渣油量的增加， 轻柴油质量将变差， 主要表现在：胶质升高， 油品安定性变差， 颜色变深， 十六烷值降低等几方面。催化裂化生产的轻柴油含有较多的芳烃， 十六烷值较直馏柴油低得多， 只有 31 左右， 不能作为商品油出厂， 需要与直馏柴油等调合后才能作为柴油发动机的燃料。

3. 液态烃质量控制

（1） 液态烃 C2 含量控制

        影响因素：脱吸效果， 液态烃冷后温度， 脱吸塔压力， 压力高，稳定塔进料很容易带来 C2 组分。

        调节方法：根据液态烃C2 含量多少， 调节脱吸效果。

(2) 液态烃 C 5 含量控制

        影响因素：

        ①稳定塔(T-304) 顶温下降， 稳定汽油气化少， 液态烃中 C5 含量低。

        ②T-304 顶压升高， 液态烃中 C5 组分压到稳定汽油中， 液态烃中C5 含量下降。

        ③塔底再沸器出口温度， 当塔负荷小， 适当提高温度， 有利于汽液接触。

        ④塔顶回流量增大， 液态烃中 C5含量下降。

        ⑤进料位置对液态烃 C5 含量影响。

        调节方法：

        ①塔顶温度(即调节重沸器出口温度) 。

        ②塔顶压力。

        ③进料位置一般不作为正常调节手段。

（3） 液态烃中 H2S含量及总硫量由脱硫效果决定。

        液态烃中硫含量由脱硫塔的压力、 温度；再生塔贫胺液含硫量；胺液循环量；富液脱气罐脱气效果控制。

4. 干气质量控制

（1） 干气中 C3以上组分含量控制(C3 ≯3%) 。

        影响因素：

        ①富气流量、 性质及温度。

        ②吸收剂流量和温度。

        ③粗汽油流量和温度。

        ④贫吸收油流量。2， 3， 4 项反映吸收能力的高低， 汽液两相温差大， 蒸汽压大， 推动力大， 有利于 C3 的吸收。

        ⑤脱吸气流量大， 将导致吸收塔(T-301) 负荷增大， 吸收效果差，不利于控制干气质量。

        ⑥吸收塔、 再吸收塔压力高， 有利于吸收C3 以上的组分。

        ⑦吸收塔一、 二中回流量大， 温度下降， 有利于吸收。

        调节方法：

        ①改变吸收剂量。

        ②改变贫吸收油量。

（2） 干气中 H2S 及总硫量控制由脱硫效果决定

        干气含硫量主要由下列条件控制：脱硫塔的压力、 温度；再生塔的液面、 温度、 压力；胺液循环量；富液脱气罐的脱气效果。

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