MIP-CGP清洁汽油生产工艺在催化裂化装置改造中的应用

2013-07-26徐高林周兴庆

当代化工 2013年4期

徐高林, 周兴庆

（江苏新华安全科学技术发展有限公司，江苏扬州 225200）

MIP-CGP技术就是以重质油作为原料，借助于由串联提升管反应器所构成的新型反应系统，把和烃类反应相适应的工艺条件以及专用催化剂在不同的反应区设计出来，这样在新型反应系统中，烃类就可以就可以进行有选择性的转化，从而生产出异构烷烃比例较高的汽油。目前在汽油烯烃含量的降低技术中，这一技术最成熟[1]。

1 传统催化裂化技术的不足

我国车用汽油目前大部分还都来自于催化裂化。传统的催化裂化技术为了能够提高汽油的辛烷值，其装置多采用的都是高反应温度以及超稳Y型催化剂，这样可以提高催化汽油中的烯烃含量。但是这种技术虽然能够提高烯烃的辛烷值，其本身的化学性质比较活泼，所以在挥发之后，很容易就会和大气中的NOx结合在一起，然后经过太阳照射，最终形成主要成分为臭氧的有毒化光化学烟雾，从而污染环境。另外烯烃特别是一些具有共轭结构的二烯烃，其结构特别的不稳定，很容易就在发动机和进气系统处形成积炭或者胶质，从而对发动机的正常工作产生影响。所以，降低催化汽油中烯烃含量并提高辛烷值，就可以有效满足现行环保要求，这也是传统催裂化技术改造的关键环节。

2 MIP-CGP技术的特点

（1）借助于新型的串联提升管反应器，对催化裂化的一次裂化反应和二次裂化反应进行优化，以此对干气和焦炭产率进行减少，改善产物的分布[2]。

（2）需要设计两个反应区，一个用来进行一次裂化反应，反应强度较高，在此短暂停留之后就要直接进入到第二反应区；在第二反应区中经过一系列的扩径和补充低温催化剂等措施，以达到增加氢转移以及异构化反应的作用，对二次裂化反应进行适量的控制[3]。在这两次的裂化反应之后，就可以有效的降低烯烃含量，并保持汽油的辛烷值不变。

（3）所使用的是专用催化剂，具有不同的孔结构和活性组元，这样就可以对不同反应区的功能进行强化，从而满足工艺他要求。

（4）采用MIP-CGP技术所生产的汽油，之中的烯烃含量比较低，辛烷值也基本保持不变，完全符合于当今的汽油标准，并满足于燃料未来清洁的发展方向。

图1为MIP-MCG技术简化流程图。

图1 MIP-MCG技术简化流程图Fig.1 MIP-MCG technology flow chart

3 装置的改造内容

这一装置是由中国石化洛阳石化工程公司设计的ROSS-VA型装置，为1.0 Mt/a重油催化裂化装置，所生产的汽油，含有的烯烃体积分数为40%～60%，为了能够满足人们对于汽油质量的要求，就需要把汽油所含的烯烃分数降低到 35%以下，那么就需要对装置进行改造。其改造内容主要有：

（1）提升管反应器。对原提升管中部进行扩径，以添加第二反应区，对反应时间进行延长；然后在第二反应区的下部设置一个大孔径的分布板，这样就可以对第二反应区空速进行降低[4]。并在提升管反应器的出口，利用两组粗旋风分离器和四组PLY型单级旋风分离器组成对口软连接结构。

（2）沉降器。在沉降器之前的两组粗旋风分离器料腿催化剂的出口处，添加两个再生催化剂溢流斗。其中一个是被用来作为循环再生催化剂抽出斗，从这里把第二反应区需要进行补充的催化剂抽出，然后再经过再生催化剂外循环管以及循环再生塞阀，就进入到了第二反应区，需要在催化剂抽出斗中设置一个流化蒸汽环；另外一个溢流斗的布置呈对称性，以起到平衡的作用。最后还要添加设置再生催化剂的外循环管；扩大沉降器汽提段的直径到3 200 mm，并采用新型高效汽提挡板；把沉降器的高度增加 4.4 m，并把之前的内集气室更改成为外集气室。

（3）再生反应器。把再生反应器之中的一、二级旋风分离器更换成为六组PLY型旋风分离器，这样就可以对催化剂的消耗进一步进行降低，并在第二再生反应器中添加内取热管[5]。

4 改造后装置的运行指标结论

经过改造，装置正常运行一段时间之后，其标定处理量为126 kg/h，对其指标和改造前进行了一定的对比，其对比结果如下。其中原料和产物的分布情况如表1所示；改造前后操作条件的变化如表2所示。

表1 原料和产物的分布情况Table 1 Distribution of raw materials and products

表2 改造前后操作条件的变化Table 2 Change of operation conditions before and after the transformation

5 改造前后产品的质量

改造前后所生产的汽油质量如表3三所示。相比改造之前生产汽油质量有了明显的改善，烯烃质量分数得到了明显的下降，从之前的42.1%降低到了 31.6%；汽油辛烷值却从之前的 90.5提升到了92.5；芳烃的质量分数也从之前的 12.2%提高到了20.7%。改造之后，所生产的汽油烯烃质量分数得到了明显的降低，但是辛烷值却上升了，这是因为MIP-CGP技术在专用催化剂的作用下，所产生的异构化效果比较强，所以会在对烯烃质量分数进行降低的时候，而产生大量的异构烷烃、芳烃，这样也就提高了辛烷值。另外汽油中所含硫的质量分数也得到了明显的降低，所以说采用 MIP-CGP技术不但可以对烯烃进行有效的降低，还可以起到一定的脱硫作用[6]。在催化裂化装置中采用MIP-CGP技术不只可以改善汽油的质量，其所生产的柴油，质量也会受到一定的影响。其中所生产柴油的密度可达到934.4 g/cm3，柴油的十六烷指指数也进行一定的降低，这种结果的产生原因是因为MIP-CGP技术的反应深度比通常所采用的技术大，所以会直接影响柴油之中芳烃的质量分数，造成芳烃质量分数的升高。

6 结语

经过以上分析比较，在催化裂化装置改造中应用MIP-CGP技术，具有以下作用：（1）经过改造后，会增加第二反应区的催化剂藏量，汽油的烯烃质量分数会得到明显的下降，同时会提升芳烃的质量分数，但是焦炭的产率会有所上升。（2）经过改造之后，对于汽油还具有一定的脱硫作用，但是柴油的质量会有所下降。（3）MIP-CGP技术对传统的催化裂化技术氢转移反应的限制进行了突破，其裂化反应、氢转移反应都可以通过调整第一反应区以及第二反应区反应进行控制，还可通过专用催化剂进行调控，其所产生的经济利益也有所上升，所以MIP-CGP技术可以在清洁汽油的生产中得到广泛应用[7]。