关于煤柴油中压加氢裂化装置掺炼劣质催化裂化柴油的实践研究

陶贵金 王世超 董振陆

摘要：随着我国经济和社会的不斷发展，对各种石化产品的需要量不断增加，对石化产品生产的要求也不断提高。为了提高催化裂化柴油的生产品质，有必要对煤柴油中压加氢裂化装置的实际运行进行研究。为此，我将要在本文中对煤柴油中压加氢裂化装置掺炼劣质催化裂化柴油的实践进行研究，希望对促进我国石油炼化事业的发展，可以起到有利的作用。

关键词：中压加氢裂化;催化裂化柴油;掺炼

一、前言

如果采用传统的催化裂化柴油生产工艺，其产品的密度较大，各种杂质的浓度较高，一般只是作为柴油的调合成分进行使用[1]。但随着我国环保事业的不断发展，这些催化裂化柴油只有进行二次生产之后，才可以满足相关的品质要求。当前，本企业只要一套煤柴油中压加氢裂化装置，在其实际运行的过程中，其经常会出现柴油生产能力不足、运行负荷低、能耗较高的现象。为了有效解决这个问题，首次采用了掺炼劣质催化柴油技术，有效提高了柴油的生产品质。

二、中压加氢裂化装置掺炼劣质重油催化柴油的技术分析

在当前实际生产的过程中，直馏柴油当中的硫、氮含量经常会远远高于设计值，其中的氮含量经常低于硫含量较多，这种原料体系非常不合适当前加氢裂化装置催化剂体系下的温度匹配。

该装置在实际操作的过程中，稍微对操作条件进行改变，都会对结果造成较大的影响。由于催化柴油当中芳香烃的含量较高如果提高催化柴油的掺炼比例，就会对原料的组分含量造成较大的影响，其中芳烃的含量往往较高，这会导致反应器床温的异常，为了更进一步做好对温度的优化，就需要对床层的冷氢量进行合理配置，采用更高的循环氢量。此外，为了进一步提高反应的深度，还需要合理对精制和裂化床层的温度进行配置。为了避免由于原料中氢含量过低对产品质量造成影响，就需要消耗更多的氢，生产成本也会在一定程度上提升。一旦产品质量出现较大的波动，就会对换热网络、分馏和吸收稳定系统的工作造成比较严重的影响。在该装置的长时间运行过程中，催化剂的适用效率较低，不能长时间保证催化剂的活性。从以上方面可以看出，一旦原料的性质发生了比较大的变化，就会对产品分布、产品质量、全厂氢平衡、热平衡、装置能耗等，造成非常大的影响[2]。

三、中压加氢裂化装置掺炼劣质催化柴油的实际运行情况

在使用该工艺前，在实际生产中主要使用的原料是直馏煤油和直馏柴油。为了有效提升柴油的生产品质，开始采用掺炼劣质催化柴油，其掺炼量分别是25，50，75t/h等三个阶段，装置在稳定运行之后，其催化柴油的总进料量大约在百分之二十一左右。

原料性质发生了变化。催化柴油同原来的进料相比，其中的硫、氮含量往往比较高，且原料的密度偏大，其中含有较多的芳烃、环烷烃等成分，属于劣质的柴油。为了保证生产的正常进行，需要在实际生产过程中，将催化柴油的终馏点设置在365摄氏度之下[3]。通过对原料油组分的研究来看，在原料中掺入一定的催化柴油之后，其中的硫、氮含量明显增加，导致原料的初馏点升高，馏程相对变窄，且原料的密度发生了比较大的变化，原料的溴值量升高很快，十六烷值含量显著提高。

在该装置采用掺炼催化柴油之后，其操作条件也发生了比较大的变化。从实际生产结果上看，随着劣质柴油掺炼量的不断提高，精制反应器的床温增加很大，温度从24摄氏度左右升高到了60摄氏度左右，裂化反应器的床层总温度也提高了10摄氏度左右，达到了35摄氏度度。精制反应器的床层温度也升高到了十摄氏度左右，达到了361摄氏度左右。在装置转化率和反应系统压力不发生变化的情况下，总氢耗量也提高了将近四分之一，达到了261立方米每吨，床层的冷氢的阀开度得到了明显的增加。

通过采用掺炼工艺之后，对产品的分布和产品生产质量造成了比较大的影响。根据相关统计显示，其副产品（干气、低压分离气、液化气等）的收率提高了百分之二左右。这主要是由于采用掺炼工艺之后，反应器的温度得到了一定程度的提高，裂解反应的深度增加。总石脑油的收率有一定程度的增加，其中重石脑油的收率提升为了百分之三左右。喷气燃料的烟点得到了一定程度的减少，密度增加到了12.8公斤每立方米，芳烃的体积分数增加了百分之八左右，这主要是由于催化剂已经连续使用了8年，催化活性已经有所降低，单环芳烃的加氢饱和率无法得到保证。此外，柴油产品当中的十六烷值量也提高了16.4个单位。

装置的耗能情况。通过对装置的耗能研究发现，装置的能耗提高了将近四分之一，对蒸汽的消耗量也出现了比较大幅度的增加。其中电消耗量增加主要是由于装置掺炼劣质催化柴油之后，对氢量的消耗速度有所增加，新增设了一台加氢压缩机。由于反应器的出口温度也有一定程度的提升，这在一定程度上提升了高压空气冷却器的电能消耗。蒸汽消耗量的增加主要是由于循环氢量增加，但其中氢气的浓度并没有显著增加，最终导致环氢压缩机的负荷增加。此外，在采用掺炼工艺之后，对燃气的消耗量也有一定程度的增加，这主要是由于产品油的密度变重，进而导致分馏单元加热炉对燃料气的消耗量增加。

对装置操作造成的影响。在进行大规模掺炼之后，床温升高很快，导致反应器床层冷氢量增加很多，其中部分床层的开度甚至达到了百分之六十，导致很多装置的操作难度显著提升。此外，由于产品油中的芳烃含量增加，导致催化剂表面容易出现被吸附的现象，并最终导致催化剂失活现象的发生，这对装置的长期使用是非常不利的。此外，如果柴油当中的水分含量波动较大，还会直接造成换热器和加热炉温度的波动，严重时容易导致催化剂聚结现象的发生。

四、结语

随着时代的不断发展，对催化裂化柴油生产工艺应用提出了更高的要求。为了进一步提升产品的品质，有必要进一步加大对掺炼催化裂化劣质柴油工艺的应用，合理选择工艺参数，认真对工艺设备进行改造，充分保证生产效果。

参考文献：

[1]郇兴龙.加氢裂化装置掺炼催化裂化柴油可行性探讨[J].化工中问体，2015（01）：22-23.

[2]孔健.加氢裂化装置掺炼催化裂化柴油的探讨[J].石油化工技术与经济，2012（05）：37-38.

[3]王智.加氢裂化装置提高焦化蜡油的掺炼比例[J].石油炼制与化工，2004（10）：29-30.