四川石化裂解原料优化方案的研究

BMCI
表9 SPYRO模拟裂解加氢裂化尾油主要产品收率
乙烯（!）,%
丙烯（!）,%
丁二烯（!）,%
初锚点/ =
终憎点/=
4优化方案 通过对四川石化乙烯装置原料进行详细评价
后，提出了乙烯装置原料优化方案： 1）对8种石脑油进料进行优化。 ① 混合石脑油中的重整精制石脑油在重整预
加氢汽提塔混合了约35%柴油加氢和加氢裂化重 石脑油，导致精制石脑油芳桂+环烷桂大于50% , 影响目标产品单程收率。计划增加预加氢预分‘
29.49 17.80 0.21 42.39 10.13
常一线石脑油的密度较高,氢含量较低。族
组成中，链烷桂含量小于50% ,环烷桂含量高于
25%，芳桂含量超过14%。从物性及组成可知，该 原料未达到裂解石脑油的指标要求,不宜用作乙
烯裂解原 %
从蜡油加氢、柴油加氢及渣油加氢装置产生
的石脑油差异较大,其中加氢裂化轻石脑油的密
品。原设计进料有加氢裂化尾油、轻重石脑油及轻e#因炼油负荷及原油的变化，造成作为乙烯装置主
要原料的石脑油品质变差，严重影响装置乙烯收率。从加工效益上看，评价及优化裂解原料，对装置提高
产S收率具有重要意义#
关键词：乙烯裂解 原料优化 石脑油 收率 族组成
中国石油四川石化有限责任公司（以下简称 环气裂解炉组成％其中4台USC - 176U型重质
氢C原料。通过SPYRO模拟,2种原料的主要产 物收率见表6。
项目 实际轻桂进料 外购 LPG(30 ih)
乙烯收率 30.08 31.08
表6轻怪炉主要产品收率
丙烯收率 16.59 16.44
丁二烯收率 4.50 6.86
双烯收率 46.67 47.52
!,%
三烯收率 51.17 54.38
从表6可知:通过增加正构烷桂含量，乙烯收 率可以提高1个百分点。 3.3加氢裂化尾油与柴油的综合优化
32.07 27.02 0.66 31.99 12.40
_线 石油 0.777 9 14.32 22.85 139.56 11.92
28.76 21.21 0.41 27.03 14.16
抽余油
0.684 0 15.82 7.62 91.36 12.52
加氢裂化 石油
0.636 6 16.44 0. 15 75.35 12.99
裂解收率（!）,%
二烯
合C4
裂解油
裂解燃料油
4.60 6.80
8.3 9.94 5.20 5.00
13.50 34.10 25.00
0.61 11.33 11.40 3.00
从四川石化的裂解原料构成看，仅石脑油资 源比较丰富，因此石脑油是乙烯装置的主要裂解 原料,自产加氢裂化尾油和加氢碳四以及外购轻 桂作为补充原料%
桂含量比较低。因此，重整精制石脑油未达到裂 解石脑油的指标要求,不适宜用作乙烯裂解原
% 拔头油的主要组成为C ~C6的链烷桂，密
度约为0.63 g/cm3，烷桂含量大于90%，且正异 比大于1，是极为优质的裂解原料％ 3.1.2 SPYRO模拟计算
以进料量54 t/h,水油比0.5,炉管出口温度 （COT） 853 =作为裂解炉工况条件进行SPYRO模 拟计算，主要裂解产物分布结果见表3 %
C2/C3、LPG/歧化气/加氢C/加氢C5等轻质原 料,1台USC-12M型循环气裂解炉裂解内部产生 的循环C2/C3及界区外来的新鲜丙烷%
乙烯装置各项技经指标的重点工作％
2不同原料裂解的产物分布 乙烯的裂解原 来源 ,
1裂解炉配置及进料构成 四川石化裂解单元由7台USC - 176U型液
体原料裂解炉（6开1备）和1台USC - 12M型循
因四川石化炼油装置负荷较低，加氢裂化尾 油流量达不到设计的1-5台炉进料。在优化裂解 原料的过程中发现，其‘分虽宽（160 - 520 C）, 含有大量柴油，但重柴油组分烷桂含量较高,芳桂 指数较低（% 13 ）,仍是较好的裂解原料。加氢裂 化装置通过改变切割点,使一部分重柴油组分进 入加氢裂解尾油,既增加了裂解原料,又减少了柴 油经济效益差的弊端。加氢裂化尾油组成见表7。
表3 8种原料模拟计算结果
w, %
项目 柴油加氢石脑油 常直‘石脑油 常一线石脑油 抽余油 加氢裂化轻石脑油 渣油加氢混合石脑油 重整精制石脑油（掺重石） 拔
乙烯收率 21.76 26.79 26.55 29.54 28.50 19.61 25.05 32.93
丙烯收率 11.37 13.92 12.72 15.85 17.00 9.25 13.03 16.90
'()化
乙烯工业 2021,33(2) 37 -40 ETHYLENEINDUSTRY
四川石化裂解原料优化方案的研究
郝昭，郭明"，林忠伟
（中国石油四川石化有限责任公司，四川成都611930）
摘 要：中国石油四川石化公司800 k/a乙烯装置依托10 000 k/a炼油项目而建，采用美国S&W公 司专利技术。充分利用炼化一体化企业内部原料互供的优势，通过裂解一次加工产生的石脑油、拔头油 等，以及二次加工产生的重整精制油、加氢裂化石脑油、液化气等，生产乙烯、丙烯、丁二烯等主要化工产
2019年加氢裂化尾油标定及SPYRO模拟
2020年加氢裂化尾油结果见表8。
表7加氢裂化尾油的组成
项目
‘程/=
IDP 10% 50% 90% 95% FBP 密度/( kg * m-) BMCI
设计值
395 411 426 511 536 540 845 <11.5
2020年平均值
160 270 330 435 470 520 820 <13.0
塔塔底至拔头油和预加氢汽提塔塔底至拔头油流
程, 整 石脑 及
和 裂化
重石脑油的分储分裂做准备。若裂解原料富足,
则将预加氢汽提塔塔底物料切出乙烯。
项目 结果
密度$15 B) /( kg - m-3) 556
表5某理想LPG组成
丙烷$ !）（% 30.17
异丁烷$!）,% 28.27
正丁烷$ !）,% 40.18
其它$ !）,% 1.38
-40 -
乙烯工业
第33卷
其正构烷桂含量可达到70%,优于目前加工 的瞇后碳四。假设增加外购LPG30t/h,替换掉加
度较小，
。族组成中,链烷桂含量超过
92%，且异构烷桂含量超过75% ；轻石脑油主要以
异构Ce、C6烷桂为主。从物性及组成可知，轻石 脑 于优质乙烯裂解原 , 优 烯%
装置 的石脑
,
14.1 %。族组成中，链烷桂含量小于35%，环烷桂
达到 49% %
裂解石脑 比,
油石脑油的链烷桂含量较低，环烷桂含量很高%
正常情况下，乙烯裂解装置有2台炉裂解轻
桂，新鲜进料量100 t/h左右％其主要进料有加氢 C（丁二烯抽提的含烘碳四和MTBE的碳四抽余 液以及来自炼油的醞后碳四经碳四加氢装置 ）、加 氢C5 （裂解汽油经加氢后脱除C6~C8）、重整液化 气以及蜡油加氢装置的LPG（见表4）%不足部分 外购LPG补充％
表2石脑油原料物性数据
项目
密度(20 =)/( / ・ cm-3 ) 氢含量（!）,% 芳桂指数 平均分子量 特性因数 族组成（!）,%
ID NP 0 N A
油加氢 石脑油 0.751 9 14.10 26.87 103.65 11.80
28.41 5.81
0 49.37 16.28
压 石油 0.710 9 15.03 10.26 97.72 12.40
解原 %
第33卷
郝昭等.四川石化裂解原料优化方案的研究
-39 -
芳桂抽余油的链烷桂含量大于80%,环烷桂 含量略超13%，烯桂含量约4%，芳桂含量低于 1 %。烯桂含量较高易加快裂解炉结焦速度，该油 品不能单独用作裂解原料,但通过混合其它原料 后是较为优质的裂解原料％
重整精制石脑油（掺混三分之一蜡油加氢重 石脑油）的密度约为0.739 7 g/cm3，氢含量约为 14.62%,终憎点173 =%链烷桂含量低于50%, 环烷桂含量超过40%，芳桂含量10%左右。 与常规裂解石脑油相比，重整精制石脑油的链烷
图1乙烯装置石脑油来源
3.1.1不同石脑油的物性分析 石脑油原料物性数据见表2 % 本次分析是基于2020年5月对炼油区各装
置石脑油采样分析结果完成的,随着原油种类及 炼油区各装置工艺条件的变动，裂解石脑油组成 应会发生变化％
常减压装置产出的常顶石脑油的密度适中, 氢含量15%左右。族组成中，链烷桂含量不足 60%，环烷桂含量约32%，与常规裂解石脑油相 比，四川石化常顶石脑油的链烷桂含量略低，环烷 桂含量稍高，芳桂含量适中。该直‘石脑油以 C5〜C9为主,正异比（正构烷桂/异构烷桂）约为 1.00。从物性及组成可知,可以作为裂解原料,但 该原料的品质一般%
表8裂解加氢裂化尾油主要产品收率
!,%
项目
乙烯收率
丙烯收率
丁二烯收率
双烯收率
三烯收率
由表8可知：目前的加氢裂化尾油在合适的 裂解温度下，双烯收率接近46%，三烯收率超过 52% ,是很好的裂解原料。
在石脑油资源不足的情况下，可适当放宽加 氢裂化尾油的指标，从表9可知：在BMCI为16- 5 的情况下，乙烯收率仍然高于28%。
收稿日期：2020 -07 -23。 作者简介:郝昭，男，1996年毕业于大连理工大学，硕士，现从 事乙烯装置技术管理工作，技术副部长，高级工程师，已发表 论文10篇％
・38・
乙烯工业
第33卷
3原料评价及优化 3.1石脑油资源的综合优化
四川石化乙烯装置石脑油来源见图1%由于 石脑油占比大，了解并优化石脑油组成对延长裂 解炉运行周期、提高目的产物收率具有重要意义。
物性及 成可 , 该原 未达到裂解石脑 的
指标要求，不宜用作乙烯裂解原料,可用作催化重
整料％
渣油加氢混合石脑油链烷桂含量为27. 7% ,
环烷桂含量达40.7%，芳桂含量接近30%%与常
规裂解石脑油相比,渣油石脑油的氢含量、链烷桂
含量均比较低，芳桂含量较高％因此,渣油石脑油
未达到裂解石脑油的指标要求,不宜用作乙烯裂
项目 重整液化气 加氢裂化LPG 加氢碳四 加氢碳五
表4轻怪资源的主要组成及流量
流量/ $ t - Ii_1)丙烷 $ !),%
17
6.58
25
14.16
32
10
异丁烷$ !）,% 正丁烷$ !）,% 异戊烷$ !）,% 正戊烷$!）,% 环戊烷$!）,%
19.49
24.46
27.17
13.53
58.47
油加氢 合石脑油
0.789 5 13.40 35.52 118.48 11.52
重整精制 石油
0.739 7 14.62 20.28 105.86 12.02
60.46 21.02 4.04 13.54 0.94
75.35 16.25 0. 15 7.53 0.74
17.77 10.09 0.26 40.73 29.21
24.28
2.95
47.9544.8930.8130.90
33.36
从表4可看出:尽管以上所有原料的烷桂含 量均能达到90%左右，但正异构比小于1,在乙烯 产量最大化的经济模式下，并不是理想的原料组
成％计划通过外购LPG替换一部分加氢C的醞 后碳四，提高正异比，实现增产乙烯的目标％某理
LPG 成见 5%
丁二烯收率 4.90 5.16 5.05 5.63 5.02 4.04 5.49 4.65
双烯收率 33.13 40.71 39.27 45.39 45.50 28.86 38.08 49.83
三烯收率 38.03 45.87 44.32 51.02 50.52 32.90 43.57 54.48
优选顺序:拔头油 ＞抽余油〉加氢裂化轻石 脑油〉常直‘石脑油〉常一线石脑油 ＞ 重整精制 石脑油（掺混重石）＞柴油加氢石脑油〉渣油加氢 混合石脑油。 3.2轻姪资源的综合优化
质原料较佳，乙烯收率高%但当考虑综合利用时, 重质原料也不一定差［1］。表1为不同原料典型收
对比%
表1不同裂解原料典型收率对比
项目
-
乙烯
乙烷
80.00
丙烷
42.00
正丁烷 轻姪
40.00 41.77
石蜡基石脑油
30.40
压柴油
22.40
煤
裂化
28.90
丙烯
16.00 21.00 15.95 14.52 14.50 17.40
四川石化）2020年上半年受原油供给影响，乙烯装 置原料不足，多种混合石脑油及外购轻桂作为裂
原料裂解炉裂解加氢裂化尾油和混合石脑油,3台 USC-176U型轻质原料裂解炉裂解混合石脑油 、
解原料进行生产%石脑油作为四川石化乙烯装置 的裂解原料，其投料占比达到50%以上，由于品质 较差,石脑油中烷桂含量逐渐降低，乙烯收率仅 31.6% %因此对原料进行综合评价和优化是提高