催化油浆在溶剂脱沥青装置的掺炼利用

李锦程

(中国石化上海石油化工股份有限公司炼油部，上海200540)



催化油浆在溶剂脱沥青装置的掺炼利用

李锦程

(中国石化上海石油化工股份有限公司炼油部，上海200540)

对溶剂脱沥青装置掺炼催化油浆的工艺操作、物料平衡、产品质量和经济效益等方面进行了分析。结果表明：油浆掺炼后产品脱沥青油残炭下降、收率增加，且质量有所提高；脱油沥青针入度和软化点均在产品质量的可控范围内，对操作工艺条件没有影响。另外，催化油浆在溶剂脱沥青装置与催化裂化组合工艺相结合后有利于提高炼厂的经济效益。

催化油浆掺炼溶剂脱沥青装置催化裂化经济效益

催化油浆是重油催化裂化装置的副产品，主要是为防止重质原料在加工过程中结焦、结垢以及维持装置的热平衡，由装置产出的尾油。由于催化油浆中含有大量的固体催化剂粉末，容易造成设备磨损，因此不能直接加工利用。如果直接作为燃料油，油浆中含有的固体颗粒导致炉嘴结焦，增加锅炉的隐患，用户不得不频繁停炉检修，因此只能作为燃料油和调和油低价出售。

为解决催化油浆出路问题，某炼油公司将催化油浆分别送至溶剂脱沥青(以下简称溶脱)装置、焦化装置和渣油加氢装置进行掺炼试生产，寻找催化油浆新的用途，以提高其经济效益和产品附加值。文章以溶脱装置为例，介绍该装置掺炼催化油浆的试验和生产情况。

1　溶脱装置工艺简介

1.1溶脱装置工艺流程

溶脱装置以液态混合碳四作溶剂,从减压渣油中提取脱沥青油,同时脱除沥青质和胶质,通过超临界溶剂回收和汽提回收工艺,将溶剂回收并循环使用。脱沥青油作为催化裂化装置的原料,脱油沥青调和道路沥青、防水沥青或作焦化装置原料。

溶脱装置的工艺流程见图1。

图1　溶脱装置工艺流程示意

1.2溶脱装置掺炼催化油浆工艺流程

某炼油公司溶脱装置在掺炼催化油浆前期对装置工艺流程进行整改(见图2)，溶脱装置原有一只催化油浆罐，用于与产品脱油沥青调和道路沥青或防水沥青，现在催化油浆提升泵出口新增一条至溶脱原料罐管线，如图2虚线整改部分。

图2　溶脱装置掺炼催化油浆工艺流程示意

掺炼工艺实施方案如下:来自常减压蒸馏装置的减压渣油与罐区沉淀后的催化油浆以一定的比例经静态混合器充分混合后，进入溶脱装置的原料缓冲罐,缓冲罐内的原料经原料泵打入抽提塔内进行萃取。萃取分离后，油浆中的烷烃及低缩合芳烃组分被抽提到脱沥青油中，使脱沥青油的收率增加，并使油浆中富含金属的重组分得以脱除；油浆中的高缩合芳烃组分大部分则留在脱油沥青中，从而达到改善脱油沥青质量用于调和高等道路沥青的目的；抽提出的脱沥青油再用作催化原料，可提高重油掺炼比，达到多产催化汽油的目的[1]。

2　试验

2.1催化油浆性质

催化油浆是一种芳烃浓缩物，芳烃质量分数约为85%，其中重质芳烃质量分数约占总芳烃的90%，胶质质量分数约为10%。催化油浆的主要性质如表1所示。

表1　催化油浆的主要性质

续表1

2.2溶脱原料性质

一般来说，油品的密度随其组成中的碳、氧和硫质量分数的增加而增大，因而含芳烃、胶质和沥青质多的减压渣油原料密度最大，含环烷烃多的减压渣油原料密度居中，含烷烃多的减压渣油原料最小。减压渣油原料的各组分多少直接影响溶脱装置的操作、产品质量及收率，因此减压渣油原料密度小有利于提高抽提效果；残炭值大小直接反映了油品中所含胶质、沥青质和能形成这类物质的量，减压渣油原料残炭小有利于提高抽提效果；黏度大小表现物料内摩擦力的大小，混合原料黏度小，表示其含胶质和芳烃较少，有利于相际传质，从而也有利于提高抽提效果。

与原料减压渣油相比，催化油浆的黏度较小，但密度较大。油浆与减压渣油混合后，随着油浆掺入量的增加，混合原料相对减压渣油密度变化不大，残炭值有所下降，黏度有很大程度的降低。因此从混合原料性质上来讲，混合后溶脱原料有利于装置提高抽提效果。

2.3主要操作参数

某炼油公司溶脱装置将催化油浆以总进料的3%(1 t/h)，6%(2 t/h)，14%(5 t/h)的掺炼比例逐渐提高，每一阶段持续一周，逐步提高催化油浆掺炼比例后，发现抽提温度、抽提压力、抽提器塔底温度、沉降器塔底温度和沉降温度等影响较小(见表2)，说明提高催化油浆比例对溶脱装置主要生产参数影响不大。

表2　溶脱装置主要操作参数

3　结果与讨论

3.1物料平衡及主产品脱沥青油收率

溶脱装置物料平衡及主产品脱沥青油收率见表3。

表3　溶脱装置物料平衡及主产品脱沥青油收率

从表3可以看出：掺入催化油浆后，脱沥青油收率提高，当催化油浆质量分数为3%～14%时，脱沥青收率可上升1.85%～3.87%，相对而言，副产品脱油沥青收率则减少。这是因为减压渣油和催化裂化油浆的性质相比,催化裂化油浆的密度大、黏度小，两者结构族组成基本相近，碳四溶剂脱沥青的萃取过程是原料与碳四溶剂在萃取塔内逆向接触,依靠密度差将脱沥青油液与脱油沥青液分离。因此掺炼催化裂化油浆后使萃取塔的进料密度变大,黏度变小，进料密度变大,使进料和碳四溶剂的密度差加大；进料黏度减小,使萃取阻力降低,这都有利于萃取过程的进行,提高了脱沥青油的收率[2]。

3.2产品脱沥青油质量分析

溶脱装置掺炼催化油浆后，产品脱沥青油残炭质量分数见表4。

表4　各试样残炭分析

从表4可以看出：溶脱装置掺炼催化油浆后产品脱沥青油残炭质量分数明显下降，脱沥青油质量分数相对提高。这说明在掺炼催化油浆后，混合原料的密度、残炭和黏度相对减压渣油来说有较大程度的降低，有利于溶剂脱沥青过程相际间传质，提高了抽提效果。经过脱沥青过程，烷烃及低缩合芳烃组分更容易被抽提到产品脱沥青油中，所得到的脱油沥青与渣油直接脱沥青相比，增加了更多高缩合芳烃组分，可以改善脱油沥青质量，而不会影响脱油沥青质量。因此脱沥青油可作为优良的催化裂化原料。

3.3产品脱油沥青质量分析

溶脱装置掺炼催化油浆后，产品脱油沥青质量见表5。

表5　原料性质和脱油沥青质量

从表5可以看出：溶脱装置掺炼催化油浆后脱油沥青针入度降低、软化点增加，这是因为随着油浆掺炼比的增大，沥青中饱和烃质量分数降低，芳烃质量分数增加，使得沥青质量得以改善。3%～14%比例油浆掺炼生产的脱油沥青均在可控范围内，均可生产高等级道路沥青。

3.4碳四溶剂质量分析

催化油浆掺炼过程中溶脱装置碳四溶剂性质与不掺炼催化油浆时溶剂性质基本相同，说明催化油浆掺炼对溶剂性质没有影响。

4　效益核算

催化油浆进溶脱装置加工实施以来，创造了良好的经济效益，不仅解决了催化油浆出路问题，而且提高了装置的边际效益(见表6)。

表6　溶脱装置掺炼催化油浆前后效益对比

从表6可以看出：当油浆掺炼比例提至14%时，溶脱装置边际效益由115元/t提升至169元/t，也就是说300 kt/a溶脱装置按14%比例掺入42 kt/a催化油浆，装置效益至少增加227万元。另外，脱沥青油产率增加可以增加催化裂化装置原料量，按脱沥青油收率提高3.5%计算,300 kt/a溶脱装置多产脱沥青油10.5 kt/a，脱沥青油进渣油加氢装置加氢处理后收率按89%计算，催化裂化装置增加新鲜原料9.3 kt/a，按边际效益609元/t，催化裂化装置一年可增效566万元。

5　结论

(1)溶脱装置掺炼催化油浆后产品脱沥青油残炭值下降、收率增加，且质量有所提高；脱油沥青针入度和软化点均在产品质量的可控范围内。掺炼催化油浆对操作工艺条件、碳四溶剂性质基本没有影响。

(2)溶剂脱沥青装置掺炼催化油浆，不仅使溶脱装置经济效益增加，而且提高了与催化裂化组合工艺相结合后经济效益。

(3)该炼油公司不仅尝试了溶脱装置掺炼催化油浆，还尝试到焦化和渣油加氢装置掺炼，完成催化油浆的完全内部消化。掌握好催化油浆掺入量，可以使得催化油浆的利用达到最优值。催化油浆掺炼不仅拓宽了溶脱、焦化和渣油加氢装置的原料来源，优化了炼油公司资源配置。

[1]王晓红，李海涛，王宝义. 丁烷脱沥青—重油催化裂化组合工艺的工业应用[J].石化技术与应用，2006(2)：124-126.

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

ABSTRACT

Analysis was made on process operation, material balance, product quality and economic benefit of blending FCC slurry into the butane solvent deasphalting feedstock. Result showed that after blending FCC slurry into the deasphalting feedstock, the carbon residue in deasphalted oil declined, while yield and quality were improved; the penetration and softening point of de-oiled asphalt were within the controllable range of product quality, which have no effects on the operation conditions. In addition, the catalytic slurry is helpful in improving economic benefits of refinery plant when combining with catalytic cracking process in the solvent deasphalting unit.

Application of FCC Slurry Blending into the Butane Solvent Deasphalting Feedstock

Li Jincheng

(RefineryDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

FCC slurry, blending production, the solvent deasphalting unit, catalytic cracking, economic benefit

2016-04-05。

李锦程，男，1983年9月出生，2006年7月毕业于江苏工业学院(现改名常州大学)，工程师，工艺管理副主任师，从事炼油生产与工艺管理。

1674-1099(2016)04-0050-04

TE624.41

A