下降管式催化裂化工艺装置获应用

■ 钱伯章

炼化世界

下降管式催化裂化工艺装置获应用

■ 钱伯章

法国Axens公司和美国绍尔集团公司宣布，已获授权选定使用下一代催化裂解技术，将有助于炼油厂最大限度地生产丙烯和其他高附加值炼油产品。该先进技术为高苛刻度流化床催化裂化（HS-FCC），与常规催化裂化装置相比，将可生产较高产率的丙烯和其他轻质有价值的产品。一些技术开发商已选定绍尔集团公司和Axens公司作为合作伙伴，以促进该技术在世界范围内进行许可转让。该HS-FCC技术历经15年的开发努力，结合了五个独立实体的创新。在第一阶段，日本的JX石油与能源公司（JX）和沙特阿拉伯法赫德（King Fahd）国王石油和矿产大学（KFUPM）组建了科研企业。JX负责技术开发，提供技术研究，KFUPM提供初期实验室试验设施。在第二阶段，沙特阿美公司加入JX和KFUPM之中继续开发这一技术。扩展的团队设计、建造和运转了在沙特阿美公司RAS Tanura炼油厂中的30万桶/天验证装置。JX进入第三开发阶段，包括使验证装置规模扩大到3000万桶/天预商业化验证装置，该装置建在JX公司日本水岛炼油厂内。该HS-FCC设计采用了绍尔集团公司和Axens公司的再生和催化剂传送技术和专门知识，二家公司已在催化裂化领域合作了25年。这两家公司是公认FCC领域的领导者，已授权技术转让建设了50套新装置和对200多个项目实施了改造。

日本石油公司宣布于2009年10月开始建设下降管式高苛刻度催化裂化（HS-FCC）工艺装置，这是世界上第一套此类装置，可从重质燃料油生产大量丙烯。该装置位于水岛炼油厂，于2011年初投运。这套处理能力为3000桶/天的装置是日本石油合作中心(JCCP)、石油能源中心(PEC)和沙特阿美公司联合开发的30桶/天HS-FCC验证装置的100倍大小，该公司将在几年内再放大10倍。

在HS-FCC工艺中，重质油喷入带有粉末催化剂的下流式反应器，油品在600°C下0.5秒内进行分解（常规FCC典型的操作在约500°C，接触时间为1～4秒）。其丙烯产率在全丙烯生产工艺中是最高的，与FCC相比，高辛烷值汽油产率较低，但高于其他工艺。该工艺产生34%的汽油和20%丙烯，而常规FCC提升管的汽油产率约为50%，丙烯产率为5%。

JX日本石油能源公司在日本水岛炼油厂（原油加工能力25万桶/天）新建的3000桶/天高苛刻度催化裂化（HS-FCC）装置已于2011年5月开始试运行。该装置投资2.46亿美元，能生产35%辛烷值为100的汽油和20%丙烯，而常规催化裂化装置只能生产50%辛烷值为90的汽油和5%丙烯。JX日本石油能源公司将利用日本贸易部提供的基金建设商业规模的高苛刻度催化裂化装置。该技术是日本石油公司与沙特法赫德石油矿业大学联合开发完成的。

JX新日本石油和能源公司（JX_ NOE）于2013年8月表示，已通过高苛刻度催化裂化（HS-FCC）技术，验证了可提高丙烯和丁烯产率。在3,000桶/天的半商业化装置中，已自2011年5月在该公司的水岛炼油厂操作至今，丙烯产率比此前的预期高出5%。丁烯产率也有所提高。该HS-FCC工艺以下流式反应器为特征，它的优点是抑制返混，并因此使进料和催化剂之间有较短的接触时间（0.5 0.6秒），这就允许有较高剂/油比。短接触时间也使该过程在较高（600°C）的温度下操作。JX_NOE已对HS-FCC工艺开发了好几年。在与日本石油合作中心（JCCP;）和沙特阿拉伯法赫德国王石油矿产大学的合作中，该公司在沙特阿美公司Ras Tanura炼油厂建成一套30桶/天验证装置，于2003～2004年投入运营。

JX新日本石油和能源公司（JX_ NOE）于2014年9月4日宣布，计划利用其高苛刻度流化催化裂化（HS-FCC）技术，兴建第一套商业化装置，验证已经证明，该技术与常规的FCC技术相比，可产生较高的乙烯和丙烯产率比。这套新装置可望于2018年初在该公司加工24万桶/天原油的鹿岛炼油厂开始投运，该装置将比半商业化验证装置大八倍，JX_NOE自2011年4月起在其水岛炼油厂已使半商业化验证装置运转至今。 JX_NOE将投资约5～10亿美元建设该项目，其中包括建设HS-FCC装置和相关的烯烃转化单元。JX_NOE目前向石化市场供应100万吨/年丙烯，并致力于成为亚洲领先的丙烯供应商，使丙烯提高至180万吨/年，其中30万吨/年将来自新建的HS-FCC装置，其余40～50万吨/年来自日本以外的生产装置。该公司认为HS-FCC技术将有助于增强其石化生产能力。

法国Axens公司于2015年7月17日宣布，已承揽多项合同，为S-Oil公司在韩国蔚山炼油厂现有的渣油转化设施进行扩建。S-Oil公司是沙特阿美公司的子公司，正在实施重大的多元化项目，包括渣油改质设施和烯烃下游项目。渣油改质项目旨在减少燃料油的生产，同时通过常压渣油转化生产丙烯，并将包括世界上第一套商业化的高苛刻度FCC（HS-FCC）装置。Axens公司为这个项目提供HS-FCC装置用于加氢渣油的转化技术：用于生产柴油和改进渣油质量，其采用创新的下行式流动反应器，通过最大化生产丙烯，填补了炼油和石化的空缺。Axens公司还为不饱和液化石油气（LPG）萃取脱硫装置（Sulfrex）提供技术，用于处理来自聚合级丙烯回收过程的HS-FCC上游的LPG馏分。

韩国S-石油公司于2016年4月22日宣布，已通过承包商，将一项合同交付给法国德希尼布公司，为一套装置的建设提供专用设备，作为S-石油公司在韩国蔚山66.9万桶/天温山炼油厂渣油改质和烯烃产能扩张项目的一部分。德希尼布公司将为温山的高苛刻度催化裂化（HS-FCC）装置提供工程、采购和施工（EPC）服务，当其完成时将成为商业化操作使用的此类装置的第一套。作为EPC合同的一部分，德希尼布公司将为该装置提供专有设备，包括HS-FCC技术的关键部件下流式反应器。

在此合约之前，S-石油公司已将一项合同交付给Axens公司与大林工业公司和大宇工程建设公司的财团，分别建设渣油改质联合体（RUC）和烯烃下游联合体（ODC），成为该韩国运营商在蔚山的一体化炼油和石化操作现代化和扩能的组成部分。通过装备温山联合体将低成本重质烃类转化成高价值的烯烃和燃料，旨在提高盈利能力和确保长期的竞争力，RUC和ODC项目计划于2018年上半年实现机械完工和调试。需要4.8万亿韩元的总投资中，RUC将增加6.3万桶/天渣油加氢脱硫（Hyvahl）装置，以及7.6万桶/天HS-FCC装置，以生产汽油（2.1万桶/天）、烷基化油（1.4万桶/天）和甲基叔丁基醚（37万吨/年）。70.5万吨/年ODC项目将生产40.5万吨/年聚丙烯和30万吨/年环氧丙烷。