催化裂化工艺技术

催化裂化工艺技术新进展催化剂齐鲁分公司技术交流会满洲里@20121内容前言生产清洁汽油催化裂化技术新进展生产低碳烯烃催化裂解技术新进展催化裂化烟气脱硫脱氮技术新进展结束语2FCC概况催化裂化现在以及未来一段时间内都是我国炼油工业的核心装置，是汽油、柴油和丙烯的主力生产装置；我国催化裂化装置装置总套数超过160套，总处理能力超过160Mt/a；FCC工艺技术水平不断发展和提高，以满足原料重质化、劣质化、产品多样化和质量升级的要求；提升管循环流化技术诞生以来，FCC工艺技术至今没有发生本质变化，FCC装置的核心仍是反应－再生系统，因此FCC工艺技术的进步主要还是围绕这一核心而展开。3FCC工艺技术现状FCC装置油剂接触、油剂快分、反应和再生技术等方面都有长足发展和改进，降低了装置投资和加工成本，实现了装置长满优运行；成功开发了生产清洁汽油组分的MIP及MIP-CGP技术并得到广泛地工业应用，加快了我国汽油产品质量的升级以及提高了装置的经济效益；以DCC技术为核心的多产丙烯催化裂化家族技术的成功工业化，实现了催化裂化技术的差异化发展，成为炼油与化工之间的纽带，促进了炼油化工的一体化；借鉴FCC流态化技术的S-ZORB催化裂化汽油吸附脱硫以及RESN催化裂化烟气脱硫脱氮技术正形成具有中石化特色的环境友好技术。4FCC工艺技术发展趋势尽可能加工更重的、更劣质的原料油；加工纯加氢蜡油；提高产品选择性和质量，如降低汽油烯烃含量和硫含量、提高汽油辛烷值、提高丙烯浓度等；向石油化工延伸，多产烯烃和芳烃；减少FCC装置排放、特别是CO2排放；催化裂化装置加工非常规原料，如含氧化合物、植物油、页岩油以及F-T合成油等。5内容前言生产清洁汽油催化裂化技术新进展生产低碳烯烃催化裂解技术新进展催化裂化烟气脱硫脱氮技术新进展结束语6MIP技术串联式提升管+快速床反应器第一反应区采用短停留时间、较高的反应温度第二反应区通过扩径延长停留时间，通过注入冷激介质降低反应温度7环保压力及市场需求加速了MIP/MIP-CGP技术广泛应用MIP及MIP-CGP工业装置统计8MIP技术的进展MIP装置降低汽油硫含量MIP增产高辛烷值汽油技术——MIP-LTG技术MIP降低干气和焦炭技术——MIP-DCR技术9产品分布灵活调变MIPCGPMIPMIPMIP原料密度0.91410.91450.91480.90010.9034原料残碳5.535.894.504.013.93主要产物,%LPG17.8923.2519.1517.9416.59汽油41.7238.5042.7246.0841.66柴油19.1617.5019.8918.8824.93汽油性质RON~91.3~93~91.5~91.2--烯烃,v%~33~34~27.1~26.1~35.310公司高桥锦西安庆FCCMIPFCCMIPFCCMIP原料硫，µg/g166019002500240083005800汽油硫，µg/g173110250122840414硫传递系数10.45.810.05.0810.127.14MIP工艺降硫效果11公司镇海九江FCCMIP-CGPFCCMIP-CGP原料硫，µg/g4230730042003700汽油硫，µg/g420370400270硫传递系数9.935.079.527.30MIP-CGP工艺降硫效果12项目镇海柴油轻馏分镇海柴油重馏分镇海柴油全馏分密度,kg/m3908.0975.2950.9质谱质量组成/%链烷烃13.110.311.1总环烷烃4.64.84.0总芳烃82.383.984.9总单环芳烃42.612.222.9总双环芳烃38.959.953.9总质量100.0100.0100.0馏程,℃初馏点16924616150%23330327795%277368363与全馏分相比，轻馏分中单环芳烃增加19.7个百分点，增加幅度达86.03%MIP-LTG技术中型试验原料13MIP-LTG技术中型试验结果镇海柴油轻馏分镇海柴油重馏分镇海柴油全馏分催化剂CGP-HNCGP-HNCGP-HN反应温度/℃510/490510/490510/490剂油质量比555产物分布/%干气2.672.892.83液化气10.689.049.25汽油39.3014.1322.75柴油38.7646.6745.30重油3.3018.3012.37焦炭5.308.967.51总计100.00100.00100.00转化率/%57.9435.0242.33总液体收率/%88.7469.8477.3014MIP-LTG技术中型试验汽油性质试验编号镇海柴油轻馏分密度,kg/cm3847.0诱导期,min1000元素分析,%C89.2H10.48组成（GC）,%正构烷烃2.53异构烷烃10.71烯烃10.86环烷烃1.85芳烃74.05苯0.42MON（台架）90.5RON（台架）101.615项目空白标定新鲜原料柴油轻馏分再裂化新鲜原料柴油轻馏分再裂化柴油轻馏分原料密度,kg/m3895.3895.3908.5残炭,%4.84.5-族组成,%饱和烃63.262.6-芳烃21.822.3-胶质13.814.1-沥青质1.21.0-氢含量,%12.812.710.4馏程,℃初馏点25024416050%43744223695%--334MIP-LTG技术工业试验原料16工艺类型空白标定柴油轻馏分再裂化柴油轻馏分进料量，%0.003.41(占新鲜原料)产品分布，%干气3.183.24液化气28.8928.42汽油42.5244.03柴油12.6711.74油浆+焦炭12.3212.15损失0.420.42合计100.00100.00轻质油产率/%55.1955.77总液体产率/%84.0884.19工业试验产品分布MIP-LTG技术17工艺类型空白标定柴油轻馏分再裂化密度,kg/m3708.5706.5苯含量,v%0.490.50族组成,%饱和烃55.254.0烯烃28.228.7芳烃16.617.3馏程,℃初馏点262550%6866终馏点190192RON94.294.5MON82.382.8工业试验汽油性质MIP-LTG技术18MIP-DCR技术19与原料接触的再生催化剂温度从常规的680-720℃降低至640-680℃；原料预热温度从常规的170-240℃提高至240-360℃，模拟计算表明对于常压渣油，预热温度从240℃增加至360℃将增加催化剂和原料的雾化接触面积30%以上，原料油和催化剂接触时的温度差大幅度降低可以避免原料油的局部过热，最终实现干气和焦炭产率的降低；预提升混合器的设置有利于温度较低的冷再生剂和高温热再生剂的混合均匀，从而实现混合再生剂在与原料油接触前温度均一扩大了操作模式的选择，如在相同反应温度下，可以选择高活性、低剂油比或者低活性、高剂油比。MIP-DCR技术20再生催化剂温度增量转化率增量干气焦炭干气与焦炭选择性之和/%基准/℃基准(83）%产率增量/%选择性/%产率增量/%选择性/%+300.320.0515.60.2990.6106.2+601.050.2221.00.9185.7106.7+1401.060.3835.81.82171.7207.5再生催化剂温度对转化率及干气产率和焦炭产率的影响MIP-DCR技术中型试验21剂油比增量转化率增量干气焦炭干气与焦炭选择性之和，%基准（5）基准(83)/%产率增量/%选择性/%产率增量/%选择性/%+0.5+0.91+0.066.66+0.4145.0551.71+1.0+1.64+0.116.70+0.5936.042.70+2.0+3.02+0.247.95+1.5150.057.95剂油比对转化率及干气产率和焦炭产率的影响MIP-DCR技术中型试验22项目空白标定新鲜原料MIP-DCR新鲜原料密度,kg/m3920.5925.6残炭,%1.401.58族组成,%饱和烃50.3653.32芳烃40.5439.07胶质+沥青质9.107.61氢含量,%12.3612.40硫含量,%0.660.66馏程,℃初馏点26326350%42641995%531526MIP-DCR技术工业试验原料23工艺类型空白标定MIP-DCR产品分布，%干气2.522.13液化气14.5614.93汽油35.2336.39柴油36.0834.85油浆4.434.78焦炭6.596.32酸性气0.280.28损失0.310.31合计100.00100.00总液体产率/%85.8686.17工业试验产品分布MIP-DCR技术24转化率相当的情况下，干气和焦炭产率分别下降15.5%和4.1%，总轻收增加；产品性质基本没有变化；能耗由60.9下降到55.8，下降了8.4%。MIP-DCR技术工业试验总结：25内容前言生产清洁汽油催化裂化技术新进展生产低碳烯烃催化裂解技术新进展催化裂化烟气脱硫脱氮技术新进展结束语26DCC技术采用提升管+密相流化床反应器结构对石蜡基蜡油原料，其丙烯产率达23%最大装置处理量达4.6Mt/a27DCC工业业绩公司处理能力(万吨/年)原料投产年份中国石化安庆分公司65VGO1995泰国IRPC公司90VGO+ATB1997中国石化荆门分公司80VGO+VR1998中国化工沈阳蜡化公司40ATB1998中国化工大庆石化公司50ATB2006沙特PetroRabigh公司460VGO2009印度HMEL公司220VGO2012印度MPRL公司220VGO201228DCC在建装置公司处理能力(万吨/年)原料投产年份陕西延长石油公司150ATB2013中海油海南精细化工公司120ATB2013泰国IRPC公司150ARDS2015中国化工天津化工公司170VGO--俄罗斯NHR公司110VGO--中海油宁波大榭石化公司220ARDS--印度BPCL公司220VGO--29DCC技术的进展DCC装置超大型化DCC提高丙烯选择性技术——DCC-Plus技术DCC降低干气和焦炭技术——MCP技术30PetroRabighDCC装置概况原料处理能力460万吨/年，是目前全球最大的DCC装置；2009年5月一次开车成功；2011年8月开始使用新开发的DMMC-1催化剂；2011年10月进行了为期72小时的性能考核标定，全面达到合同指标。31PetroRabighDCC装置全貌32PetroRabighDCC产物分布项目实际值设计值干气10.4110.45液化气40.5939.35裂解石脑油24.9527.89轻循环油14.2011.82油浆2.762.88焦炭7.087.61合计100.00100.0033PetroRabighDCC指标完成情况项目实际值保证值考核结果新鲜原料进料量/BPSD93,00092,000通过聚合级丙烯产量/(吨/年)1,005,400950,000通过聚合级丙烯性质指标丙烯浓度/mol%99.699.6通过甲醇含量/(μg/g)11通过乙烯物流产量/(吨/年)227,300225,000通过催化剂消耗/(lb/BPSD)0.170.18通过•各项产物产量和性质指标全部达到保证值•标志着DCC技术超大型化的全面成功34技术进步的推动力进一步提高丙烯产率降低干气、焦炭产率产品产率/%*FCCDCC丙烯5.8624.83干气3.4911.77干气/丙烯0.590.47*相似原料的工业数据35干气的生成路径烃类的热裂化反应−伯自由基、β位仲自由基的的α-裂化烃类的催化裂化反应−五配位正碳离子的α-裂化（单分子裂化机理）36反应温度对VGO转化的影响5405605806006200246ReactionTemperature/oCTCICMRTCI：热裂化指数，热裂化与催化裂化反应的比例•TCI=(C1+C2)/i-C4CMR：裂化机理比率，单分子裂化与双分子裂