探讨降低柴汽比的技术措施在炼油厂的实践与应用

张富安 杨瑞 杨静云 贾芳科

（中石油呼和浩特石化公司 内蒙古呼和浩特 010070）

现阶段，我国柴油销量逐渐降低，尤其是在社会市场经济和其他因素影响的情况下，目前的柴油销量已经比汽油销量更低，导致柴汽比供应范围失调、柴油出现过剩现象。为了确保柴汽比能够适应不断变化的市场经济需求，保证柴油和汽油的供求需平衡，防止柴油产能过剩，需要利用科学合理的技术措施降低柴汽比，保证能源安全，同时促进市场经济可持续发展［1］。

1 装置优化措施

1.1 常减压蒸馏装置优化

常减压蒸馏装置优化是降低柴汽比措施中的重要类型。为了实现常一线馏分全部拔除，并将其与柴油馏分进行清晰切割，需要对原有的常减压蒸馏装置进行改进。更换常压塔上部塔盘，增加其开孔率，同时更换常一线油泵叶轮，增加电机功率，将工艺管线直径从原有的150mm 扩大到200mm［2］，而常一线油的水冷却器循环水一侧的管线直径也从150mm扩大到200mm；在增加常压塔塔顶循环油泵和电机功率的情况下，需要将工艺管线的直径从原有的350mm增加到450mm，因为常压塔不同侧线的收率和取热分布发生了极大变化，还需要完成换热网络调整作业。

经过改造后的常一线油收率从原有的7.3%增加到现有的10.9%，终馏点的温度也上升到259℃，柴油馏分初馏点的温度上升到207℃。

1.2 柴油加氢装置优化

在柴油加氢装置优化改进的过程中，主要是对加氢装置分馏塔进行优化，可以增加侧线抽出，拔出175～210℃的重石脑油分馏，将其作为石脑油产品或者汽油调和组分应用。对柴油加氢装置分馏塔增加侧线的产品收率及质量变化情况进行分析，发现侧线产品的产量大约为35t∕h，收率为8.47%；精制柴油初馏点从原有的170.5℃上升到210.5℃，能够减少柴油产品产量大约0.3Mt∕a，汽油的调和组分产量增加了0.3Mt∕a。除此之外，因为侧线产品的十六烷指数比较低，平均值约为38，在组分拔出后，可以提高分流塔塔里的柴油产品十六烷值。

1.3 喷气燃料加氢装置优化

在喷气燃料加氢装置优化过程中，主要是开展扩能改造工作，可以在原有的加氢精制反应器前增加加氢精制反应器，将其与原反应器进行串联操作。这样，反应进料加热炉可以由单管程变为双管程，同时更换燃烧器，增加反应产物—混氢油换热器、喷气燃料产品—生成油换热器换热面积，再增加一台反应原料进料泵、喷气燃料产品泵以及汽提塔塔顶回流泵，还要整体更换汽提塔的直径，从原有的2.0m 扩增到2.8m，经过改造后，喷气燃料加氢装置的加工能力能够提高到最大可以达到1.2Mt∕a。常一线油全部进喷气燃料加氢装置进行加工，可以使喷剂燃料产品增加0.4Mt∕a的产量，并且柴油产品的产量减少大约0.36Mt∕a［3］。

1.4 加氢裂化装置优化

加氢裂化装置优化调整也是降低炼油厂柴汽比的主要技术方案。加氢裂化装置为低负荷运行状态，在这一情况下，可以充分发挥加氢裂化装置运行方案的灵活性。利用不断的优化操作，可以降低柴汽比。加氢裂化装置在运行中，重石脑油芳烃潜含量比较高，并且是优质的重整原料。而轻石脑油辛烷值比较高，硫含量相对较低，可以将其作为汽油调和组分应用。在具体的操作过程中，可以利用煤油全循环操作，并将部分柴油组分进入到循环过程中，提高将加氢裂化装置轻、重石脑油收率。在对加氢裂化装置进行优化后，发现优化调整后的轻石脑油收率提高20%左右，而重石脑油收率也提高15%左右。在原料优化过程中，根据直流柴油加氢裂化装置生产喷气燃料技术，将一部分常三线油作为加氢裂化的主要原料，可以炼化为轻石脑油、重石脑油及喷气燃料组分，从而降低全厂的柴汽比。可以将部分常三线油加氢裂化装置改进，对优化后的加氢裂化装置产品收率进行分析发现，常三线油装置的氢消耗量降低大约2.93%，并且通过优化操作，可以增加轻、重石脑油的产量，合计25.6t∕h。此外，还可以减少柴油的产量，大于0.18Mt∕a，汽油组分增加大约为0.22Mt∕a。

2 增产汽油措施

2.1 直馏柴油增产汽油

为了降低柴汽比，还需要增加汽油的产量。利用直流柴油增产汽油时，需要对某炼油厂采取的重油催化裂化装置进行改造。在改造之前，进料组主要是减压渣油、减压蜡油、常压渣油、焦化蜡油等；对该装置进行改造后，可以将27t∕h的直流柴油直接输送到催化裂化装置完成掺炼。掺炼的柴油原料为加氢精制的原料，在混入重油催化裂化原料后，可以降低密度，改善原料的性质。在这一操作过程中，第一提升管与第二提升管的温度都明显提升，烧焦罐底部的温度及再生器密相床层的温度为下降状态。

在运行处于平稳状态的情况下，对装置进行标志，可以确定掺炼直流柴油后，催化裂化装置的汽油收率有明显的增加趋势，且增加幅度比柴油更高，有利于降低柴气比。经过改造后，全厂的柴油平均收率降低约3%，而汽油的平均收率大约提高2.9%，柴汽比下降0.27 个单位，下降效果比较明显。但是因为增加产量的汽油是催化汽油，会对汽油池的辛烷值产生影响，导致其下降，再加上催化裂化直流柴油的加氢精制原料组分出现变化，柴油池的十六烷值也下降。

2.2 催化柴油增产汽油

在对催化柴油增产汽油的措施进行应用的过程中，可以从以下角度出发。

第一，加氢转化制汽油。现阶段，柴油中加入氢改质技术的使用范围比较广，但是并不适合在催化柴油加氢改质中进行应用，主要是催化裂化的反应机理影响的催化裂化反应无法影响到原料中的芳烃，会使催化柴油中的芳烃含量比较高，而十六烷值比较低。为了解决这些问题，可以利用催化柴油加氢转化的方式制取汽油。这一生产技术能够提高催化柴油的品质，并且能生产出附加值相对较高的汽油。这一技术在应用过程中，主要是利用催化剂将原材料中的二环、三环等稠环芳烃进行有选择性地加氢与开环，同时，严格控制原料内多环芳烃的饱和深度，产出含量比较高的单环芳烃产品，可以优化利用催化柴油。

目前，该工艺在应用过程中的主要代表包括LCO UnicrackingTM工艺、FD2G 工艺、RLG 工艺等［4］。不同的技术，其原料和产品工艺指标存在一定差异，采取的工艺存在一定差别。因此，这一技术在应用过程中能够调节柴油产率，降低炼油厂的柴汽比。而且这一工艺技术在应用过程中，因为受反应原理的影响，能够改善柴油和汽油的品质，有利于增加炼油厂的经济效益。对利用该技术的典型炼油厂进行分析，全厂柴汽比能够降低0.1到0.5个单位。

第二，生产辛烷值较高的汽油或者轻质芳烃。LTAG技术全称为“LCO to Aromatics and Gasoline”。在这一技术应用过程中，催化裂化柴油选择性加氢饱和—选择性催化裂化组合，能够产出高辛烷值的汽油或者轻质芳烃。在具体的工艺应用过程中，研究者需要以催化裂化柴油组分的具体特点为基础，对催化裂化柴油中含量比较多的烃类分子进行选择，定制选择性的催化裂化组合，从而确定生产出辛烷值相对较高的汽油或者轻质芳烃最佳反应路径。

LTAG 工艺在运行中是将加氢单元与催化单元进行结合的应用类型。在该技术应用过程中，可以对加氢深度进行控制，从而抑制在生产过程中的副反应。在催化裂化单元中，可以选择催化剂及配套的工业条件优化发挥协同作用，减少环烷基单环芳烃存在的氢转移反应，同时，可以加强环烷环开环裂化的反应。除此之外，能够把催化裂化柴油转化成轻质单环芳烃，或者辛烷值相对较高的汽油调和成分。与其他的相关技术相比，LTAG 技术在应用过程中的投资相对较少，并且操作比较灵活方便，装置也容易改造。催化裂化柴油转化率比较高，氢耗率比较低，汽油辛烷值相对较高，汽油选择性良好。LTAG技术的催化柴油加氢的效果比较好，并且催化使用的重油加工负荷产生的影响相对较小。在该技术实施过程中，其应用的效果和加氢单元与催化单元装置的具体情况存在密切的关系［5］。因此，需要对这两个单元进行深入研究，并增加汽油在炼化过程中的辛烷值，降低在工艺运行中的氢耗，降低炼油厂的柴汽比。

2.3 其他优化措施

除了以上优化技术之外，为了增产汽油，还可以在两套催化裂化装置上利用多产汽油催化裂化催化剂LPC-70，也可以提高汽油收率，降低柴汽比。催化裂化催化剂LPC-70 内部富B 酸多级孔基质材料含量比较高，可以提升重油转化的性能，同时能够提升汽油的收率。在技术优化改进过程中对该催化剂进行应用，发现使用多产汽油的催化裂化催化剂LPC-70，即使原料劣质化的情况下，汽油质量收率仍然能够增加2.6%，柴油质量收率下降2.8%左右，柴汽下降到0.39，下降效果相对明显。

在某炼油厂中，一套催化裂化装置利用降烯烃催化剂LPC-65，两套催化裂化装置利用降烯烃催化剂LPC-70，同时完成催化裂化装置工业改造。在发挥催化剂LPC-65∕LPC-7 富B 酸多级孔基质材料的优势同时，对抗重金属污染技术、高稀土含量超稳Y降烯烃技术、高性能ZSM-5分子筛增加辛烷值技术等进行综合应用，可以提升氢选择性和转移活性。其活性比较高，重油转化能力也相对较强，还具有较强的抗重金属污染和良好的焦炭选择性，能够在明显降低汽油烯烃的情况下提高汽油收率，降低柴油收率。新型催化裂化催化剂在应用后，一套催化裂化装置的汽油质量收率能够增加1.2%左右，柴油质量收率下降1.1%左右；而两套催化裂化装置的汽油质量收率增加大约为4%，柴油质量收率下降4.3%。除此之外，液态烃质量收率也有明显的增加趋势，总液收增加明显，催化剂单耗下降，说明新型催化裂化催化剂的应用对炼油厂来说，降低柴汽比的效果相对良好。

除此之外，还要加强开展航煤市场，提高整体生产力，降低柴油产量。在某炼油厂航煤加氢装置设置过程中，其设置的性能为300kt∕a，在航煤市场需求为低于25kt∕月的时候，盈余航煤组分会被迫调和柴油，对压产柴油会产生负面影响。随着我国经济的不断发展，当前的炼油厂航煤生产能力在不断提升。在这种情况下，需要拓展航煤市场，提高其整体生产力，才能够实现压产柴油，降低炼油厂的柴汽比的目的。

3 以某炼油厂为例开展实践分析

近些年来，某炼油厂实施以上技术改造措施以及生产优化措施后，在炼油生产过程中，柴汽比出现了明显的降低趋势，从最开始的2.3降低到0.83。并且在原油加工量增加幅度比较小的情况下，汽油产量也有明显的增加情况，增加0.44Mt∕a，煤油产量增加1.03Mt∕a，柴油产量降低了0.79Mt∕a。但是对该炼油厂近些年的柴汽比进行分析发现，其在2019年炼油柴汽比有所增大，上升到1.28，原因如下：由于在2019年4～6月完成了装置大检修，在检修完成之后，这片区域炼油厂逐步进入检修阶段，为了保证能够满足市场供应需求，分阶段性地增产柴油，但是全厂的柴汽比整体为下降趋势［6］。

4 结语

总而言之，在炼油厂发展过程中，降低柴汽比是对炼油厂产品是否满足市场经济供求平衡进行衡量的重要标准。在具体的研究过程中，需要从炼油厂的实际出发，利用科学合理的措施增加汽油产量，对各项装置进行优化和改进，压产柴油，用以降低柴油产量与柴汽比的目的。在具体的操作过程中，利用科学合理的技术措施降低柴气比，除了能够满足市场供求关系之外，还有利于促进炼油厂的长远可持续发展，对保障能源安全有积极意义。