2002 年 10 月完成该装置的可行性研究报告 , 2003 年 1 月完成基础设计 , 2003 年 9 月 18 日喷油 一次开车成功 , 并生产出合格产品 。近 期装置按 常规催化裂化条件操作 , 已体现出操作稳定 、调节 灵活等优点 , 取得了显著的经济效益 。2003 年 10 月 15 ～ 17 日按生产 -10 号柴油方案进行标定 , 多 项指标达到或优于设计指标 。
2000 年 10 月 , 中国石油天然气股份有限公司 大庆炼化分公司重组后 , 为了实现原油集中加工 , 满足清洁汽油生产及将来为 0 .30 Mt/ a 聚丙烯装 置提供原料的需求 , 由洛阳石油化工工 程公司对 原 0 .60 Mt/a 重油催化裂化装置进行 1 .00 Mt/ a 扩 能改造 , 改造包括两器 、分馏部分 、吸收稳定部分 、 主风机及余热回收等 , 投资约 2 .3 ×108 RMB $。
2 主要技术特点 以成熟的同轴催化裂化技术为基础 , 采用 FD-
FCC 技术改造 , 并创新使用了与双提升管工艺配 套的组合技术 。 2 .1 创新组合反应技术
该装置反应部分的最大特点是采用催化裂化 工艺和 FDFCC 工艺技术相组合 。采用重油提升管 反应器和汽油提升管反应器组合技术 。 重油进入 重油提升管反应器 , 以常规催化裂化反应或深度 催化裂化为主 , 裂化较重的原料油并生成目的产 品汽油 、轻柴油和液化石油气(富含丙烯);需改质 的烯烃含量较高的汽油进入汽油提升管反应器 , 与高活性的催化剂充分接触 , 在汽油提升管反应 器改质 , 发生大分子烯烃裂化 、异构化 、氢转移 、芳 构化等 反应 , 提 高改 质 后汽 油中 的 异构 烷 烃和
设计值 标定值
125
121
56
55
200
189
500
502
450
404
1 016 873
273
270
700
701
690 0 .3 0 .25 0 .21 156 0 .2 0 .11
689 0 .3 0 .245 0 .213 148.5 0 .21 0 .15
(1)独特设计的再生系统流程 , 可实现主风量 基本不调节 , 再生器 、主风机组 接近固定工况 , 不 随原料性质及处理能力变化而调节 , 简化了操作 , 增加了装置的可靠性和安全性 。
(2)充分回收烟气能量 。 采用压缩比为 4 的 主风机及合理设计的平面布置 , 尽可能降低主风 系统压力降 , 提高烟气轮机入口压力 , 使烟气以最 高的 压 力 和 温度 及 最 大 量 的 烟 气进 烟 气 轮 机 做功 。
芳烃含量 , 降低烯烃含量 , 同时增加丙烯产量 。 当主要以提高装置处理量为目的时 , 可以将 重油提升管反应器按催化裂化条件对原料油最大 量催化裂化 , 取得最多的目的产品汽油 、柴油和液 化石油气 ;当以最大幅度降低汽油烯烃 和硫含量 为目的生产清洁汽油时 , 汽油提升管反 应器采用 较低的反应温度 , 使异构化 、氢转移 、芳构化 、烷基 化等理想的二次反应占据优势 ;当需要 多产丙烯 时 , 重油提升管反应器提高反应深度 , 汽油提升管 反应器采用较高的反应温度 , 使烯烃裂 化反应占 主导 , 同时可以提高柴汽比 、降低汽油烯烃和硫含 量 , 生产高辛烷值清洁汽油 。 两根提升 管的操作 基本互不干扰 , 可以在各自最优的反应 条件下进 行催化裂化或汽油改质反应 , 通过两根 提升管的 多种操作方案相组合可达到多种生产方案灵活调 节的效果 。 2 .2 反应与分馏技术优化
反应部分在采用双提升管反应器组合技术的
同时 , 为了灵活调整产品结构 、改善产品分布 、降 低干气及焦的工艺 技术 。
(1)优化各提升管反应器的操作条件 , 可以各 自调节反应的苛刻度而互不干扰 。
(2)设置新型预提升段 , 形成良好的油气与催 化剂接触条件 , 并从结构上有效解决了预提升段 Y 型部位衬里滑落问题 。
(3)在合适的部位采用空冷器等低消耗设备 , 降低循环水耗量 。
(4)应用现代节能理论 , 采用能量逐级利用的
第 5 期 徐占武等 .重油催化裂化装置技术改造 设计和运行总结
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原则 , 中 、高温位热源发生中压蒸汽 , 低 温热源则 加热热媒水 , 高温热媒水除装置自用外 , 外输低温 热供其他装置使用 。
(5)分馏塔顶油气冷凝冷却系统使 用低压力 降折流杆换热器和冷凝器 , 使油气自沉 降器顶至 气压机入口压力降降低 , 减少了气压机 中压蒸汽 的消耗 。
(6)加强对沉降器 、高温管道 、塔器 、阀门的保 温 , 力求降低散热损失 。
3 近期考核标定结果 2003 年月 10 月 15 ～ 17 日 , 采用 CC-20D 催化
原料油 稳定汽油 轻柴油
908
707
876 .8
274 400 504
3 .0 29 .5
5 .2
37 51 63.5 82.5 110 .5 149 .5 185
150 .5 188 .5 230 .5 256 .5 290 .5
342 396
84 .3/89 .5 36
27
47
112
639
表 2 物料平衡
项 目 原料油/ Mt·a -1 常压渣油 回炼汽油 产品质量分布 , % 干气 液化石油气 汽油 轻柴油 重柴油 油浆 焦炭 损失
标定值
0 .968 0 .44
2 .7 11.4 54.3 19.7 3 .0 1 .58 6 .86 0 .46
设计值
1 .00 0 .45
3 .29 11 .5 56.77 21.15
(3)提升管出口采用油气快速分离导出系统 及石油大学 的密相汽 提式粗级 旋风分离 器快分 (CSC)专利技术 , 可减少热裂化反应 , 降低干气及 焦炭产率 。
(4)为防止沉降器结焦影响装置长周期运转 , 沉降器的防焦蒸汽 、粗级旋风分离器的预汽提蒸 汽和汽提 段汽提 蒸汽均 为 450 ～ 500 ℃的 低压蒸 汽 , 以降低沉降器结焦的可能性 ;沉降器设置防焦 格栅 , 防止焦块下落堵塞待生立管及塞阀 , 降低结 焦对装置长周期运转的影响 。
两根提升管反应器采用生成的油气由各自的
粗级旋风分离器进行油气与催化剂分离后进入沉 降器 , 经沉降器缓冲后的混合油气再进 入单级旋 风分离器的设置 , 设备结构简单 , 两根提升管互不 干扰 , 还可以避免开停工及操作波动时 造成的催 化剂跑损 。
先进灵活的反应技术与简单高效的再生技术 用更合理的催化剂输送技术完美组合成沉降器在 上 、再生器在下的同轴式逆流单段再生两器 。 该 两器具有烧焦强度高 、催化剂输送稳定 、顺畅 、结 构简单 、流程及操作简单 、两器调节参数少 , 误操 作事故率低等优点 。 2 .4 反应条件优化
(4)根据市场需求 , 灵活调节产 品结构 , 提高 全厂的经济效益 。
对原 0 .60 Mt/a 重油催化裂化装置进行 1 .00 Mt/ a 扩能改造后 , 全厂加工大庆常压渣油的工艺 过程得到进一步的优化与完善 , 可多产丙烯并兼 顾生产低烯烃汽油 , 既满足产品质量的要求 , 又解 决全厂原油加工的瓶颈 。
1 改造目的 (1)满足全厂物料平衡 , 加工多余的重油 。 (2)近期按常规催化裂化方案操作 , 2005 年后
为将 建 成的 0 .30 Mt/ a 聚 丙烯 工 程提 供 0 .115 Mt/a丙烯原料 。
(3)改善汽油的产品质量 , 全厂汽油调合后满 足国标 GB17930 —1999 的要求 。
剂按 -10 号柴油方案操作兼顾全厂汽油调合后烯 烃体积分数小于 35 %条件进行标定 。标定结果见 表1 ～ 5。
表 1 原料 及液相产品性质
项 目 密度(20 ℃)/kg·m -3 馏程/ ℃ 初馏点 10 % 30 % 50 % 70 % 90 % 终馏点 350℃馏出率 , % 500℃馏出率 , % MON/ RON 十六烷值 残炭 , % ω(硫醇硫)/ μg·g -1 ω(总硫)/μg·g -1
催化剂从进入提升管开始直至与原料油或回 炼汽油混合 、反应 , 最终油气离开沉降器和待生催 化剂离开汽提段均处于较为理想的环境之中 , 从 而为提高轻质油收率 、改善产品质量 、降低干气及 焦炭产率创造了良好条件 。 2 .5 再生条件优化
再生器采用的是结构简 单的单段逆流再生 , 在采用多项提高烧焦效果措施的基础上 , 在再生 器密相床增设 格栅强化 烧焦 , 提高 床层稳 定性 。 通过各种措施的优化组合 , 确保再生催化剂碳质 量分数控制在 0 .1 %以下 。 2 .6 用能优化
收稿日期 :2004 -04 -24。 作者简介 :徐占武 , 高级工程 师 , 1989 年 毕业于大 庆石油学 院 石油加工系石油加工专业 , 获硕士学位 , 从事石油加工技术管 理工作 , 现任该公司副总工程师 。
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炼 油 技 术 与 工 程 2004 年第 34 卷
摘要 :采用洛阳石油化工工程公司工程研究院开发的 FDFCC 技术对大庆 炼化分公司 0 .60 M t/ a 重 油催化裂 化 装置进行 1 .00 Mt/a 扩能技术改造 , 在生 产低烯烃 汽油的同 时增产 丙烯 。 装 置目前 运行状 况良好 , 取得 了较好 的 效果 。
关键词 :催化裂化装置 FDFCC 双提升管 低烯烃汽油 丙烯 改造
改造采用洛阳石油化工工程公司工程研究院 开 发 的 FDFCC (Flexible Dual-riser Fluid Catalytic Cracking)专利技术 , 并在清江 石油化工有限 责任 公司 0 .12 Mt/ a 的双功能催化裂化装置完成工业 试验基础上首次进行灵活组合型工程设计 , 在有 针对性地进行技术攻关的同时 , 又采用 了多项成 熟的先进技术 , 使该装置改造后具有技术先进 、操 作简单 , 能灵活调节产品结构 、液气比和出装置汽 油的烯烃含量等优点 。