循环比对塔河常压渣油延迟焦化工艺过程的影响

王洪彬，韩海波，江 莉，黄新龙

(中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心，河南 洛阳 471003)

循环比对塔河常压渣油延迟焦化工艺过程的影响

王洪彬，韩海波，江 莉，黄新龙

(中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心，河南 洛阳 471003)

以塔河常压渣油为原料，在中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心开发的在线循环延迟焦化中型试验装置上考察了循环比对其产品分布和产品性质的影响。结果表明：当循环比由0.92降低到0.39时，气体和焦炭的产率分别降低了1.71和2.57百分点，而液体产品的收率则增加了4.17百分点，液体产品收率的增加主要表现在焦化蜡油收率增加了8.97百分点；降低循环比后焦化蜡油的性质变差，密度(20 ℃)由918.0 kgcm3上升到938.3 kgcm3，残炭由0.03%增加到0.25%，95%馏出温度由390 ℃提高到463 ℃，尽管这会增加其加氢精制的难度，但仍可作为加氢处理工艺的掺兑原料。

塔河常压渣油 延迟焦化 循环比 液体收率 焦化蜡油

塔河原油的密度大、残炭高、沥青质及重金属含量高[1-4]，属于重质原油，而在实际的加工过程中，即使常压渣油(简称常渣)作为焦化装置的进料，为了延长装置的运行周期也采用了大循环比操作[5-6]，但造成液体收率较低、加工能耗较高、经济效益较差等问题。

为了优化延迟焦化装置的生产，技术人员从原料控制、循环比优化、工艺参数调整等方面提出了技术解决方案，如翟志清等[7]通过原料性质优化、原料热稳定性改善以及装置各单元的优化操作实现了焦化装置掺炼塔河减压渣油(简称减渣)的长周期运行；宋安太[8]通过原料预处理及开工阶段和正常操作阶段的参数优化确保了装置的长周期运行；代长江[5]通过优化改造装置的工艺流程和设备使循环比由设计值的1.0降到了0.8，并取得了良好的改造效果。

以下重点介绍塔河常渣作为延迟焦化装置的进料，重要的操作参数之一循环比对其产品分布和产品性质的影响。

1 实 验

1.1 试验装置

试验是在中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心开发的在线循环延迟焦化中型试验装置上进行的，其模拟工艺流程示意见图1。

图1 在线循环延迟焦化工艺中型试验装置流程示意

1.2 试验原料

塔河常渣的主要性质见表1。从表1可以看出，塔河常渣的密度(20 ℃)高达1.004 gcm3，残炭高达19.2%，C7不溶物(沥青质)质量分数高达17.15%，重金属Ni+V质量分数高达258.1 μg/g。该物料性质很差，不宜采用固定床加氢处理技术来加工[9]。而作为延迟焦化装置的原料，为了防止炉管结焦，延长运行周期，也应采取较高的循环比操作。

表1 塔河常渣的主要性质

2 结果与讨论

2.1 循环比对产品分布的影响

以塔河常渣为原料，在进料量为3.645～3.672 kg/h、注汽量为1.60%～1.65%、加热炉出口温度为495 ℃、焦炭塔塔顶操作压力为0.17 MPa、出塔油气温度为436～439 ℃以及充焦16 h的条件下，循环比由0.92降低到0.39的焦化产品分布见表2。由表2可见：随着循环比的降低，其液体收率逐渐增加，轻油收率逐渐降低，气体和焦炭产率也同步减少；当循环比由0.92降至0.39时，气体和焦炭产率分别降低1.71和2.57百分点，轻油收率减少了4.80百分点，而液体收率则增加4.17百分点，液体产品产率的增加主要表现在焦化蜡油产率的增加上，增加了8.97百分点。

表2 操作条件和产品分布对比

注： 轻油收率=汽油收率+柴油收率；液体收率=汽油收率+柴油收率+蜡油收率。

综上所述，适宜条件下降低塔河常渣的焦化循环比对于增加装置液体收率可以产生明显的效果。

2.2 循环比对焦化蜡油性质的影响

循环比对焦化蜡油性质的影响见表3。由表3可见：焦化蜡油性质随着循环比的降低逐渐变差。主要表现在密度(20 ℃)升高，由918.0 kgm3升至938.3 kgm3；残炭增加，由0.03%增至0.25%；C7不溶物略有增加；其95%馏出温度升高，由390 ℃升至463 ℃。这对焦化蜡油的后续加工增加了难度。

2.3 循环比对循环油性质的影响

表4列出了循环比对循环油性质的影响。由表4可知：循环比对循环油的性质影响较大，主要表现在残炭增加较大，由2.95%增加到5.67%；对C7不溶物的影响也较明显，由0.041%增至0.130%。

表3 循环比对焦化蜡油性质的影响

因此，在降低循环比的过程中需要采取措施控制好加热炉管的生焦，以使装置长周期运行。

2.4 循环比对汽油、柴油和焦炭性质的影响

汽油和柴油的性质变化列于表5。由表5可见，循环比降低对汽油和柴油的性质影响较小，两个馏分的密度、硫含量及馏程变化均不大。

表4 循环比对循环油性质的影响

表5 轻油产品主要性质

表6列出了焦炭的性质。由表6可知，焦炭的性质随着循环比的降低变化较小，灰分略有增加，由0.40%增至0.45%。

表6 焦炭的性质

3 结 论

(1) 降低循环比有利于提高塔河常渣延迟焦化反应的液体收率，同时对产品分布也产生了较大影响。

(2) 试验结果表明，当循环比由0.92降至0.39时，塔河常渣的焦化液体收率增加4.17百分点，主要表现在焦化蜡油产率的增加上，增加了8.97百分点，同时，气体、汽油、柴油以及焦炭的产率降低，分别降低1.71，2.14，2.66，2.57百分点。

(3) 随着循环比的降低，汽油、柴油馏分及焦炭的性质变化较小，焦化蜡油的性质则变差，尽管这会增加其加氢精制的难度，但仍可作为加氢处理工艺的掺兑原料；同时，循环油性质变差增加了加热炉结焦的风险，需要采取适当的措施加以应对，以利于装置的长周期运转。

[1] 梁瑜.加工塔河油技术分析与优化[D].天津：天津大学，2013

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INFLUENCE OF RECYCLE RATIO ON DELAYED COKING OF TAHE ATMOSPHERIC RESIDUE

Wang Hongbin， Han Haibo， Jiang Li， Huang Xinlong

(LuoyangR&DCenterofEngineeringandTechnologyofSINOPECEngineering(Group)Co.Ltd.Luoyang，Henan471003)

The influence of recycle ratio on product distribution and properties of delayed coking process of Tahe atmospheric residue (Tahe AR) was studied in a pilot plant designed by R&D Center of Engineering and Technology of SINOPEC Engineering (Group) Co.Ltd. The results show that when the recycle ratio decreases from 0.92 to 0.39， the yields of gas and coke reduced by 1.71 and 2.57 percent points， however the yield of liquid product increases by 4.17 percent points that benefit from the yield of coker gas oil (CGO) which increases 8.97 percent points. The reduction of the recycle ratio results in poor quality of CGO. Its density increases from 0.918 0 g/cm3to 0.938 3 g/cm3， carbon residue enhances from 0.03% to 0.25%， and the distillation temperature of 95% increases from 390 ℃ to 463 ℃. The CGO can be used as a component of mixed feed for hydrotreating process， though the difficulty of hydrotreating is enhanced.

Tahe atmospheric residue； delayed coking； recycle ratio； liquid yield； coker gas oil

2015-06-18。

王洪彬，高级工程师，2002年毕业于中国石油大学(北京)化学工程专业，主要从事重油加工工艺研究工作。

王洪彬，E-mail：wanghb.lpec@sinopec.com。