蜡油加氢处理掺炼催化油浆利弊分析

周艳红， 张学辉，金兆华



蜡油加氢处理掺炼催化油浆利弊分析

周艳红1， 张学辉1，金兆华2

（1. 中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001; 2. 中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司, 辽宁 抚顺 113001）

针对催化油浆的特点、组成以及目前油浆再利用的途径和利用过程中所面临的问题进行了阐述和分析。通过加氢处理试验，对蜡油加氢装置掺炼油浆的可行性进行了研究和验证，同时也对蜡油加氢装置掺炼催化油浆的利弊进行了分析，为油浆的充分利用提供了一条可行的途径。

催化油浆；加氢处理；产品性质

世界原油开采已有100多年历史，原油的质量逐年变重、变差，原油中轻质油品的含量在逐年降低。石油产品供求矛盾日益突出，一方面，国内外油品市场对轻、中质油品的需求仍将呈持续上升的趋势，重质油品深度转化要求越来越高。另一方面，原油性质越来越差，重质化、劣质化趋势明显。 环保法规日趋严格，各国对炼油产品，特别是汽油、柴油等轻质油品的质量要求越来越高，随着我国国民经济持续快速增长，石油消费量呈剧增之势，我国进口高硫原油加工量逐年增加[1]。在上述两种趋势下，既能以较经济合理的代价实现重油轻质化、所得到产品又能满足不断苛刻的汽柴油产品规格的炼油技术成了国内外重点开发的炼油技术之一。

联合国环境与发展大会通过了“21世纪议程”，提出了将可持续发展战略作为新世纪各国的共同发展方向。二十一世纪的石油工业要求同时兼顾经济效益、环境保护、节约能源、可持续发展等战略。要求最有效地利用石油资源，生产环境友好的石油产品。

催化裂化（简称FCC）工艺是石油炼制工业中重质油品转化为轻质油品的有效手段，由于其能够将重、劣、差原料转化为汽油、柴油和液化气等高价值产品，提高石油产品的经济价值，在世界范围内得到广泛应用和发展，是重要的重油加工手段，也是当今世界发展最快的重油转化工艺。我国FCC汽油占汽油调和总量的三分之二以上，FCC工艺是我国汽油的主要来源。近年来为了解决市场对轻质油品需求越来越大和对重质燃料需求越来越小的矛盾，其原料范围越来越大，如掺炼CGO、DAO、LCO、甚至AR和VR等，一些组分难以裂化，转化率持续降低，轻收、液收均曾下降趋势。尤其是其中碱氮含量较高时，汽油收率下降得更加明显，反应苛刻度被迫提升，造成油浆产率增加，质量越来越差。

催化裂化油浆（以下简称油浆）是一种芳烃浓缩物，其特点[1]为密度大（>0.95 g/cm3），氢碳原子比低（1.27~1.45）。通常，油浆组成的质量分数如下：芳烃50%~60%，饱和烃30%~40%，残炭值高（>4.95%），芳香份高（>40%），饱和份低（<50%），金属含量高，同时含有一定的硫、氮等。同时，油浆中含有大量的催化剂粉末，种种不利因素，使油浆的加工变得十分困难[2,3]。

1 油浆再利用途径

催化裂化油浆可用作渣油或原料沥青的改性剂，调和生产高等级道路沥青[4]。用油浆做调和高等级道路沥青的调和剂，将油浆中能够起到改善沥青性质的互补组分补充到沥青中，从而起到改善沥青品质的作用。

油浆在丙烷脱沥青工艺中，可以作为强化剂使用[5]，FCC油浆流动性好，轻组分少，重组分含量高，与减压渣油相比，更加适合作为强化剂使用。在丙烷脱沥青工艺萃取过程加入FCC油浆后，原料密度变小，流动性变好，降低了萃取的阻力，由于密度的差异更大，在萃取塔内脱沥青油和脱油沥青更容易分离开，从而可以提高分离效果，提高产品的收率，而且可以改善产品性质，更好的满足生产要求。

作为延迟焦化装置的原料[6]，可以进一步将FCC油浆中的轻质组分、能够进一步裂解的组分转变为轻质组分。虽然会增加焦炭的产率，但与FCC油浆直接作为燃料油相比，具有更好的经济效益和社会效益。

2 蜡油掺炼油浆加氢处理的可行性

2.1 可行性分析

催化油浆加工面临的问题主要包括：性质差、芳烃特别是多环芳烃含量高、带有大量催化剂粉尘。要实现催化油浆固定床加氢处理，解决催化剂粉尘的影响是首要问题。近几年，随着分离技术以及分离设备的不断发展与进步，催化剂粉尘基本可以在一定程度上清除，目前油浆的分离技术主要包括：自然沉降法，过滤分离法，静电分离法，离心分离法，化学沉降助剂法等，选择合适的分离方法，可以将催化剂粉尘控制在满足生产要求的范围以内。

2.2 加氢处理实验

分别以蜡油原料以及掺炼催化油浆的混合油为加氢原料，其掺炼比例以工业催化裂化装置的实际油浆比例为参考依据，混合油的比例为镇海混合油︰催化柴油=100︰8.33（质量比）。

从表1中原料油的组成来看，催化油浆的密度大，硫含量较低，氮含量以及碱氮含量都比较高，胶质、沥青质、残炭等含量与蜡油原料相比要高出许多，芳烃含量、特别是多环芳烃含量都较高，可以看出，在蜡油原料中掺炼油浆后，混合原料的密度增大，氮含量及芳烃含量，特别是多环芳烃含量增量明显。总体来看，混合原料的性质变差，尤其是氮含量的增加，将会给加氢反应过程及加氢催化剂稳定性增加难度。

表1 原料油主要性质

在相同的反应压力和氢油比条件下进行加氢工艺试验，主要条件及产品分布见表2。

表2 加氢工艺条件及产品分布

从表2可以看出，由于催化油浆结构复杂，芳烃含量高，氮含量高，在蜡油加氢处理装置上掺炼催化油浆，在蜡油处理量不变的情况下，掺炼油浆后，加氢难度变大，但通过控制催化油浆的掺炼量，以及通过提高反应温度仍能够达到控制指标，但化学氢耗将会有一定的增加。

从表3加氢产品性质可以看出，掺炼催化油浆后，加氢生成油的密度有一定程度的增加，加氢生成油在硫含量相当的条件下，氮含量相比掺炼油浆前的时候要高出较多，同时，掺炼油浆后，加氢生成油的碱氮、沥青质、残炭、芳烃都有一定程度的增加。但与油浆加氢前相比，油品性质有了较大程度的提高，硫氮等杂质含量大幅降低的同时，芳烃含量、多环芳烃等都有较大幅度的降低，从催化裂

表3 加氢生成油主要性质

化原料角度考虑，油品性质大幅改善，对于催化裂化产品分布以及产品性质都有益处。

3 结论

从加氢试验结果可以看出：将适当比例的催化油浆，经过滤达到要求后，在蜡油加氢装置中进行掺炼，虽然会一定程度上增加加氢反应的难度，尤其是脱氮难度，但仍能达到很好的效果，具有可行性，在充分利用油浆的同时，也为催化裂化扩大原料来源提供了一条可行的路线。不足之处主要体现在过滤效果，即使过滤达到一定要求，仍会有少量催化剂粉尘带入加氢装置中，对装置长周期运转不利，氮含量以及芳烃含量高也是不得不面对的问题，因此，油浆掺量比例将会受到一定的限制。总体来看，将催化油浆在蜡油加氢装置中掺炼是一条可行的技术路线。

［1］王峰，赵德智，曹祖宾，等.催化裂化油浆加工工艺及发展[J].当代化工， 2003，32(1): 45-49.

［2］韩德奇，杜兰英.催化裂化油浆利用的新途径[J].节能，2000，(11):44-45.

［3］李峰林，韩忠祥，孙昱东.催化裂化油浆的综合利用[J].山东化工，2007,36(9):6-9.

［4］张兆前,李正,朱根全,等.催化裂化油浆的技术进展[J].化工进展，2007,26（11）：1559-1562.

［5］林秀丽，卢春燕，马海桐，等.催化裂化油浆综合利用的发展趋势[J].茂名学院学报，2011,21（3）：12-15.

［6］范雨润，孙鉴.丙烷脱沥青装置掺炼催化裂化油[J].石油炼制与化工，1998，29(8):6-9.

Analysis of Advantages and Disadvantages of Blending FCC Slurry in VGO Hydrotreating Process

1，1，2

（1. Fushun Research Institute of Petroleum and petrochemicals, SINOPEC, Liaoning Fushun, 113001, China；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company,Liaoning Fushun, 113001, China）

The characteristics of catalytic oil slurry were analyzed, and the way and facing problems of oil slurry reuse were discussed. By hydrotreating test, the feasibility of blending FCC slurry in VGO hydrotreating unit was studied and verified. At the same time, advantages and disadvantages of blending FCC slurry were also analyzed, which could provide a feasible way to make full use of oil slurry.

Catalytic oil slurry; Hydrogenation；Properties of the product

TE 624

A

1671-0460（2014）06-1043-03

中国石油化工集团公司资助项目。

2014-06-02

周艳红（1979-），女，工程师，硕士，辽宁抚顺人，2003年毕业于沈阳化工学院化学工程与工艺专业。现从事分析检测技术工作。E-mail：zhouyanhong.fshy@sinopec.com，电话：024-56389267。