重油催化裂化装置MIP_CGP技术改造

第25卷 第6期2007年11月 石化技术与应用
Pe troche m i ca lT echno l ogy&A pp licati on
V o.l25 N o.6
N ov.2007
工业技术(516~519)
重油催化裂化装置M I P-CGP技术改造
王梅正1,刘迎春2
(1.中国石化青岛石油化工有限责任公司,山东青岛266043;2.山东海普劳动安全技术咨询有限公司,山东青岛266100)
摘要:中国石化青岛石油化工公司采用多产异构烷烃-清洁汽油增产丙烯工艺(M IP-CGP),对
1.0M t/a重油催化裂化装置进行技术改造。

通过对提升管反应器的改造,增加第二反应区,同时采用专
用CGP催化剂,控制裂化深度,实现降烯烃并兼顾增产液化气和丙烯的效果。

结果表明,改造后液化气质量分数提高了4.36个百分点,干气质量分数下降了约1个百分点,总液收率提高了0.86个百分点;
改造后汽油含硫质量分数下降了0.012个百分点,烯烃体积分数下降了14.3个百分点,诱导期延长了587m i n,但柴油质量变差。

经估算,改造后比改造前可增加效益12708万元/a。

关键词:重油;催化裂化;丙烯;降烯烃;技术改造;产品质量
中图分类号:TE624.4 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2007)06-0516-04
中国石化青岛石油化工有限责任公司(以下简称青岛石化)1.0M t/a重油催化裂化装置是由中国石化洛阳石化工程公司设计的ROCC- A 型装置,于1999年建成投产。

装置生产的催化裂化汽油烯烃体积分数高达40%~60%,为了达到汽油出厂烯烃体积分数不大于35%的新标准,采用中国石化石油化工科学研究院开发的多产异构烷烃-清洁汽油增产丙烯(M IP-CGP)的催化裂化新工艺,对现有重油催化裂化装置进行了改造。

改造后,不仅可以降低催化汽油烯烃含量、改善汽油质量,还可以多产液化气和丙烯,为下游聚丙烯装置提供优质丙烯原料。

1 M I P-CGP基本原理
在催化裂化反应中,烃类在酸性沸石催化剂上发生裂化、异构化、氢转移、脱氢环化、歧化、缩合、烷基化等反应[1]。

由于裂化是吸热反应,而氢转移、异构化和烷基化反应是放热反应,所以提高反应温度有利于裂化反应进行。

M I P-CGP 突破了传统催化裂化过程对反应选择性的限制,可选择性地控制裂化反应和氢转移反应。

由于生成异构烷烃的前驱物烯烃是串联反应的中间体,故可以将烯烃的生成和反应分成2个反应区[2]。

这2个反应区具有不同的功能,通过对第一反应区裂化反应进行选择性地控制,从而体现M I P工艺的可适应性。

在第二反应区中,氢转移反应起着双重作用:(1)使产品中的烯烃饱和,提高产品质量;(2)终止裂化反应,保留较多的大分子产物,既增加汽油和柴油收率,又降低干气收率[3]。

专用催化剂CGP的使用能有效地控制裂化反应程度,提供适宜的氢转移反应环境,从而在提供较多丙烯和异丁烷的基础上,还能提供烯烃含量更低的汽油。

2 装置改造
2.1 提升管反应器
在原提升管反应器的中部扩径,增加第二反应区,延长反应时间;第二反应区下部设置大孔径分布板,降低第二反应区空速。

提升管反应器出口采用2组粗旋风分离器与4组PLY型单级旋风分离器对口软连接结构。

2.2 沉降器
在沉降器2组粗旋风分离器料腿催化剂出口,设置2组待生催化剂溢流斗。

其中一个作为循环待生催化剂抽出斗,第二反应区需补充的待生催化剂由此斗抽出,经待生催化剂外循环管和循环待生塞阀进入第二反应区;抽出斗内设有流
*收稿日期:2007-05-24;修回日期:2007-08-01
作者简介:王梅正(1975),男,山东青岛人,在读硕士研究生,工程师。

化蒸汽环。

另一个溢流斗为对称布置,起平衡作用。

新增待生催化剂外循环管。

沉降器汽提段直径由2800mm扩大到3200mm,采用两段高效汽提技术,将汽提挡板更换为新型高效汽提挡板。

沉降器加高4.4m,内集气室改为外集气室,更换防焦蒸汽环。

2.3 再生反应器
将原第一再生反应器的PV型一、二级旋风分离器更换为6组PLY型旋风分离器,进一步降低催化剂消耗。

在第二再生反应器内增设内取热盘管。

3 改造前后各项指标对比
改造装置运行正常后,对其进行了技术标定,并与改造前的数据进行了对比。

3.1 原料构成和产品分布
由表1可知,改造前后原料的密度相当,改造后残炭质量分数比改造前增加了1~2个百分点,原料黏度和重金属含量(镍、钒、铁)较改造前略有增加,即改造后原料性质较改造前差。

同时,改造后液化气质量分数提高了4.36个百分点,干气质量分数下降了约1个百分点,总液收率提高了0.86个百分点,经济效益明显提高。

表1 原料及产物分布
项目改造前改造后
密度(20!)/(kg∀m-3)902.5898.3
黏度/(mm∀s-2)
80!18.1523.31
100!11.7514.17
残炭质量分数/% 3.374.41
金属含量/( g∀g-1)
N i6.68.9
V7.312.9
Fe5.36.6
Na1.20.52
C u0.040.02
馏程/!
初馏点191216
10%336341
30%397411
50%429479
70%508552
90%>579>554
产物组成质量分数/%
干气 4.763.99
液化气14.4718.83
续表1
项目改造前改造后
汽油42.5044.68
柴油25.1119.43
油浆 4.524.32
焦炭8.148.25
损失0.500.50
轻质油收率/%67.6164.11
总液收率/%82.0882.94
3.2 操作条件
由表2可知,改造前后操作参数的变化主要集中在提升管反应器温度分布上,改造后提升管反应器出口温度较改造前降低8!。

与传统提升管反应器相比,M I P-CGP提升管反应器的平均温度较低,从而降低热裂化对产品分布的不利影响。

此外,改造后再生系统需要蒸汽量大,除沉降系统改造后增加汽提蒸汽用量外,其他汽提蒸汽和雾化蒸汽的用量也有一定程度提高。

表2 改造前后操作条件
项目改造前改造后
第一反应区出口温度/!506
第二反应区出口温度/!500
第二反应区催化剂藏量/t3.37
提升管反应器出口温度/!507499
烟气集合室温度/!665669
第一再生反应器密相下部温度/!680683
第二再生反应器密相下部温度/!712694
雾化蒸汽量/(kg∀h-1)74609003
汽提蒸汽量/(kg∀h-1)34408900
预提升蒸汽量/(kg∀h-1)1500978
预提升干气量/(kg∀h-1)4060
高温预提升蒸汽量/(kg∀h-1)4972
第一再生反应器主风流量/(m3∀m i n-1)1855*1517
第二再生反应器主风流量/(m3∀m i n-1)474
沉降压力/kPa172.0177.7
第一再生反应器压力/kPa192.0211.5
第二再生反应器压力/kPa219.0245.3
第一再生反应器主风压力/kPa240.0266.5
终止剂流量/(kg∀h-1)59900
*:含第二再生器主风流量。

3.3 催化剂
本装置用于第二再生反应器的催化剂牌号为MLC-500型,由齐鲁催化剂厂生产。

从表3可以看出,改造前后催化剂上重金属含量变化趋势不同,这可能是由于改造前后原料金属含量不同的缘故。

两者相比,改造前催化剂上的N i含量
∀
517
∀
第6期 王梅正等 重油催化裂化装置M IP-CGP技术改造
较高,而V含量较低;改造后二者相反。

表3 催化剂性质
项目改造前改造后
微反活性6460
含炭质量分数/%0.030.03
比表面积/(m2∀g-1)118121
孔体积/(m L∀g-1)0.300.15
金属含量/( g∀g-1)
Fe42004475
N i101256300
V43504575
Na16252575
C u4020
Sb21952531
密度(20!)/(kg∀m-3)
充气0.790.81
沉降0.810.82
压紧0.900.88
3.4 产品性质
3.4.1 汽油
由表4数据可以看出,采用M I P-CGP技术后,催化汽油含硫质量分数下降了0.012个百分点,烯烃体积分数下降了14.3个百分点,诱导期延长了587m i n,汽油辛烷值变化不大。

表4 汽油性质
项目改造前改造后
密度(20!)/(kg∀m-3)714.6716.1
含硫质量分数/%0.0400.028
诱导期/m i n356943
研究法辛烷值90.890.6
马达法辛烷值81.2
族组成体积分数/%
芳烃13.920.8
烯烃36.622.3
饱和烃49.556.9
3.4.2 柴油
采用M I P-CGP技术后,柴油性质主要发生以下变化:(1)密度由改造前的小于900kg/m3增加到改造后的920kg/m3左右;(2)十六烷值由改造前的约30下降到改造后的约25。

即采用M I P-CGP技术后,柴油性质变差。

3.4.3 液化气
由表5可以看出,采用M I P-CGP技术后,产品液化气中丙烯质量分数增加了 3.38个百分点,同时异丁烷质量分数也有一定程度增加,异丁烯变化不大。

表5 液化气性质
项目改造前改造后
液化气组成质量分数/%
丙烯 5.829.20
异丁烷 2.985.88
异丁烯 2.632.71
液化气选择性/%
丙烯33.9335.59
异丁烷17.3822.75
异丁烯15.3310.48
3.5 经济效益评价
原料价格均以3125元/t计算,各产品价格全部按2006年上半年加权平均销售价格计算(不含税)。

经估算,改造后比改造前可增经济效益达12708万元/a。

4 结论
a.采用M I P-CGP技术对重油催化裂化装置进行改造,改造后液化气质量分数提高4.36个百分点,干气质量分数下降约1个百分点,总液收率提高0.86个百分点。

b.改造后汽油含硫质量分数下降0.012个百分点,烯烃体积分数下降14.3个百分点,诱导期延长587m in,但柴油质量变差。

c.经估算,改造后比改造前增创经济效益达12708万元/a。

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M odificati on of fl ui dized-bed catalyti c cracki ng unit for heavy oil by produci ng m ore iso m eric al kane-clear
gasoli ne and propylene technology
W ang M eizheng1,Liu Y i n gchun2
(1.Q ingdao P etroche m ical Co mp any,SI NOPEC,Q ingdao266043,China;
2.Shandong H aipu Labour Securit y Technology C ons ultation Co.Ltd.,Q ingdao266100,China)
A bstract:1.0M t/a heavy oil fl u i d ized-bed cat alytic crack i n g un it w as m odified i n Q i n gdao Petro che m i c al Co mpany by using pr oduci n g m ore iso m eric alkane-c lear gaso li n e and pr opy lene techno logy (M I P-CGP).Reduc i n g o lefin and i n creasing liq uefied petroleum gas(LPG)and propy lene conten t w ere carri e d out by add i n g a second reaction area i n t h e riser reacto r and using CGP cata l y s.t The results sho w ed tha t a fter the tec hnical m od ificati o n,the m ass fraction of LPG i n creased by4.36percen t po i n ts,the m ass fracti o n o f dry gas decreased by1percent po i n ts,and the tota l liqu id y ie l d increased by0.86percen t po i n ts.M eanw hile,the production qua lity w as i m proved,and the su lfur m ass fraction i n gasoline decreased by0.012percent po i n ts,the vo lu m e fraction of alkene decreased by14.3percen t po i n ts,the i n duction period prolonged587m i n,bu t diese l fuel quality w as not better.
K ey words:heavy o i;l fl u i d ized-bed catalytic cracking;propy lene;technology m od ifi c ation;product qua lity
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Synthesis of zeolites ZS M-5by usi ng w ater glass
Sun Shuhong1,D i n g W e i1,L iChaox i n2,W ang L i1,Pang X i n m ei1,G ao X ionghou1
(nzhou P etroche m ical R esearch Center,P etro China,Lanzhou730060,China;
2.Catal y st P lant of Lanzhou P etroche m ical Co mpany,P etro China,Lanzhou730060,China)
Abstract:Zeo lites ZS M-5w as synthesized by usi n g w ater g lass w ith m ethods o f crystal seeds and te mp late.The co mponents and crystal content o f ZS M-5w ere characterized by X-ray d iffraction analysi s and X-ray fluorescence spectr o m etry re specti v e l y,the crystal size w as characterized by scanning electr on m icroscope.The resu lts sho w ed t h at products syn t h esized by usi n g crystal seeds a t 180!for10~15h w ith an average m o le ratio o f silica to a l u m i n u m o f35.5,and products synthe sized by usi n g n-bu tyla m ine as te m plate at160! for24h con tained crystalli n ity o f94%w ith m ole ra ti o of silica to a l u m i n u m of105.The catalyst con tai ni n g zeo lite ZS M-5syn t h esized in th is study exhib ited excellent hydro t h er m a l stab ility.
K ey words:w ater g lass;sod i u m silicate;zeo lites ZS M-5;crystal seeds m ethod;te m plate
∀
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第6期 王梅正等 重油催化裂化装置M IP-CGP技术改造。