两段提升管催化裂化装置生产的调整优化

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两段提升管催化裂化装置进料流程优化

两段提升管催化裂化装置进料流程优化

两段提升管催化裂化装置进料流程优化
范鸣
【期刊名称】《石化技术与应用》
【年(卷),期】2013(031)002
【摘要】分析了中国石油玉门油田公司炼油化工总厂80万t/a两段提升管催化裂化装置运行过程中存在的一段提升管反应温度偏低、两段提升管待生剂挂焦不均的问题的原因,结果表明,这是由于第1再生斜管推动力不足及两段提升管进料性质差异大所致.通过优化进料系统,使二段提升管实现新鲜原料进料,一段提升管反应温度由476℃提高至507 ℃,二段提升管回炼比由0.78下降至0.48,焦炭收率降低1.23个百分点,干气收率降低0.80个百分点,轻质油收率上升5.06个百分点,总液体收率上升0.63个百分点,加工能力提高至84万t/a,装置总能耗降低10 kg/t(以标准油计).
【总页数】4页(P143-146)
【作者】范鸣
【作者单位】中国石油玉门油田公司炼油化工总厂,甘肃玉门735200
【正文语种】中文
【中图分类】TE624.4+1
【相关文献】
1.两段提升管催化裂化工业装置的操作条件优化 [J], 尤兴华;桑运超;刘永红;李春义;杨朝合;山红红
2.两段提升管反应器技术在重油催化裂化装置中的应用 [J], 刘彦林
3.两段提升管催化裂化回炼汽油进料位置的对比 [J], 范大申; 郭翠翠; 王振南
4.CDC催化剂在两段提升管催化裂化装置中的应用 [J], 张英
5.焦化蜡油两段提升管催化裂化工艺进料位置研究 [J], 张金庆;林瀚;王国刚;孙志强;范大申;徐英志
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双提升管催化裂化

双提升管催化裂化

两段技术具有较高的操作灵活性:常规提升管只有2个控制点(进 口和出口),而两段提升管有4个控制点:一段进出口、二段进出口
1.4 两段提升管催化裂化的动力学分析
—平推流模型
平推流反应器的设计方程
催化裂化反应速率方程可表示为
rA kCAa
将该FVA反0 应器0x改A 成dxr总AA 体积相同的两个反应即器便串不变联考化虑,二仅段催反化应剂反温活应度性就和提将组高产成,生的对积
特点: 分段反应 催化剂接力 短反应时间 较高剂油比
这些特点是针对常规提升管催化裂化的弊端提 出的,为便于解释,我们首先看看常规提升管催化裂 化存在的问题
1.2 常规提升管催化裂化的弊端
70 60 50 40 30 20 10 0
0
时间,s 0
各产物产率及转化率,%wt
十三集总模型模拟计算结果
转化率 汽油
过度裂化比:
r2
K2 K0
汽油裂化速度常数 原料裂化速度常数
1.4 两段提升管催化裂化的动力学分析
—三集总模型
模型假定催化剂结焦后,原料裂化和汽油裂化的速度常
数同等下降。因此选择性不变,即过裂化比 r2 保持不变
实际催化裂化反应过程中,催化剂的选择性不断下降,
汽油裂化反应所占的比例逐渐增加, r2 相应逐渐增大 两段催化裂化在第二段及时更换催化剂,使过裂化比 r2
柴油 气体
焦炭
10
20
30
40
提升管反应器高度,m
1
2 34
➢催化裂化反应快、催化剂失活快, 目的产品为中间产物
➢原料在10m前大部分都已转化, 转化率继续上升主要是柴油进一 步转化的贡献
➢柴油收率在10m前达到最大,汽 油收率在25m后升幅有限,轻油 收率在15m左右达到最大

双提升管催化裂化

双提升管催化裂化

0 0 10 20 30 40
0
Riser Height, m
Riser Height, m
1.2 常规提升管催化裂化的弊端
青岛石化厂提升管
Microactivity, wt%
60
程取 沿 程取 样 得到 类似 物分 产 物分 布 结果 , 重 轻质 油 轻质 化 反应 在提 升管底部基本完成, 升管底部基本完成 , 时催 同 时催 化 剂失 活严 重
1. 两段提升管催化裂化介绍
二段提升管 一 段 提 升 管 新 鲜 料 沉 降 器 循 环 油 烧 焦 罐
1.1 TSRFCC 概念及特点
一段进新鲜原料, 一段进新鲜原料,二段进回
再 生 器
炼油; 炼油;均与高活性再生剂接 触反应;两段都在轻油收率 触反应; 反应, 反应, 收率 在 , 回炼 化 油降 在二段进 油
2.71 1.45 0.38 3.78 4.16 2.71
的产物分布一栏, 注:在FCC的产物分布一栏,括号中为装置的原始数据,括号外是换算为相同原 的产物分布一栏 括号中为装置的原始数据, 料转化深度时的产物分布以便于比较。 料转化深度时的产物分布以便于比较。换算时多出的油浆按原料产品分布分配到 各产物中。 各产物中。
辽河石化分公司工业运行结果—产物分布 2.2 辽河石化分公司工业运行结果 产物分布
FCC 干气+损失, 干气 损失,m% 损失 液化气, 液化气,m% 汽油, 汽油,m% 柴油,m% 柴油, 油浆, 油浆,m% 炭焦, 炭焦,m% 总转化率, 总转化率,m% 轻油收率, 轻油收率,m% 目的产品收率, 目的产品收率,m% 催化剂剂耗(标定当月) 催化剂剂耗(标定当月) kg催化剂 原料油 催化剂/t原料油 催化剂 05 年 检 修 调 整 操 作后,轻收和液 收 比 04 年 又 增 加 了 2.79 和 2.41 个 百分点。焦炭、 干气显著下降 4.31 12.99 42.92 27.85 1.95 9.98 70.20 70.77 83.76 1.16 两段04年 两段 年 3.63 13.33 39.09 34.44 1.63 8.88 63.93 73.53 86.86 0.69 两段―FCC 两段 -0.68 0.34 -3.83 6.59 -0.32 -1.1 -6.27 2.76 3.1 -0.47

劣质原料两段提升管催化裂化反应过程优化

劣质原料两段提升管催化裂化反应过程优化

劣质原料两段提升管催化裂化反应过程优化催化裂化(FCC)是我国重油轻质化的重要手段。

随着原油的重质化、劣质化,FCC加工的原料越来越差且来源复杂。

将组成和裂化性能差异较大的原料通过简单的混合加工,不仅难以进行操作条件的优化,还会引入不同原料间的恶性竞争,导致产物分布恶化。

因此,如何实现不同反应性能物料间的优化组合,控制各自适宜的反应条件和反应深度是实现劣质原料高效转化的关键问题。

FCC提供了我国燃料油市场约75%的汽油调和组分,但FCC汽油烯烃含量通常高达40–60 vol%,面对日益严格的汽油环保指标,如何高效改质FCC汽油是催化裂化面临的又一技术难题。

本论文首先针对劣质原料转化难的问题,以焦化蜡油为研究对象,采用三种方案强化焦化蜡油的催化转化,深入分析了不同操作参数对焦化蜡油转化过程中的热裂化、氢转移等反应,硫氮平衡,硫、氮化合物转化化学,重油四组分转化率,催化剂酸量变化等的影响,并采用电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(ESI FT-ICR MS)对反应后重油中含氮化合物的组成和结构进行精细表征。

研究发现,采用适当高温、大剂油比和短反应时间操作可以改变含氮化合物的反应路径,抑制含氮化合物在催化剂上的吸附生焦,减缓催化剂的失活,促进原料中其它烃类的转化,进而将含氮化合物富集到重油馏分中。

通过从焦化蜡油进料位置上方选择性回炼适当比例的轻汽油,可以为焦化蜡油转化和轻汽油改质提供各自适宜的反应条件,实现两个过程的耦合和对含氮化合物的控制转化,在提高原料转化率和目的产品产率的同时高效改质汽油。

其次,为了减少汽油回炼改质过程的损失、提高汽油烯烃转化率,本论文在提升管中试装置上考察了轻汽油性质、反应时间和反应器结构对汽油改质过程的影响,并提出了针对汽油改质过程的系统评价方法,对不同反应过程进行量化比较。

研究发现,一定量重馏分的存在可以提高轻汽油改质效率;相对短的反应时间有利于高效改质轻汽油;采用带有多喷嘴进料系统的新型变径结构提升管反应器,可显著提高烯烃转化率,减少汽油损失,优化氢分配。

两段提升管催化裂化

两段提升管催化裂化

两段提升管催化裂化/裂解系列技术TSRFCC TM Process技术背景催化裂化仍将是石油加工企业最重要的蜡油和渣油转化为高价值轻质油品的重油轻质化手段。

目前我国车用汽油的80%、柴油的三分之一左右来自于催化裂化过程。

1936年建成世界上第一套固定床催化裂化工业装置,20世纪60年代由于分子筛催化裂化催化剂的出现,发展了提升管催化裂化技术并沿用至今。

近年来,研制出了各种类型的催化裂化催化剂以适应于不同的原料和不同的加工方案,甚至可以做到“量体裁衣”;围绕着提升管反应器,在进料雾化喷嘴、预提升段及终端气固分离设备等方面也有较大的改进。

这些都对提高目的产品产率做出了重要贡献,但在近半个世纪中一直存在着“重”催化剂开发“轻”工艺技术研究的倾向。

由于石油资源的重质化和劣质化,以及对轻质油品需求的迅速增加,催化裂化所加工的原料越来越重,因此,提高目的产品产率和改善产品分布一直是催化裂化技术进步的主旋律。

然而随着环保法规的日趋严格,汽柴油质量升级步伐加快,催化裂化特别是重油催化裂化目前面临着前所未有的困难,如何在保证目的产品收率和汽油辛烷值不减少的前提下降低催化汽油烯烃含量是当务之急。

简单地进行催化汽油回炼或使用降烯烃催化剂,以及延长反应物流在反应器中的停留时间实现汽油烯烃含量的降低,总是以牺牲汽柴油收率、总液体收率或柴油质量为代价。

两段提升管催化裂化(TSRFCC—Two Stage Riser Fluid Catalytic Cracking)是在中国石油天然气股份公司的支持下,由中国石油大学(华东)历时八年开发成功的一项新技术,通过华东设计院实现工业化。

2002年至今已有9套工业装置投入生产。

该技术基于多相复杂化学反应工程理论基础,在不回炼汽油的情况下(主要工艺方案)可显著提高装置的加工能力和目的产品产率,同时增加柴汽比,提高柴油的十六烷值。

与传统催化裂化技术相比,TSRFCC技术具有极强的操作灵活性,通过工艺流程、设备参数和操作条件优化,以及配合适宜的催化剂,已经形成了TSRFCC系列技术。

浅析两段提升管催化裂化技术及应用效果

浅析两段提升管催化裂化技术及应用效果
窄 ,易 于气化 和扩 散而 优先 占据催 化剂 微孔 内 的活性 位 ,
进 而 影 IR C 新 鲜 进 料 的 吸 附 和反 应 。 I FC  ̄
二 、两段提升管催化裂化 ( S F C)技术的基本原理 TR C T R C 技术是 用优化的两段提 升管反应器取代 原单一 SF C
提升管反应 器 ,构成两路循环 的新 的 “ 反应一 再生 ”系统流
+. 3O
显著 强化 。此外 ,在催化 汽油 回炼改质 的操作状 况下 ,剂
油 比会得到进一步提高 。 三 、两段提升管工艺系列技术
a d i e qa t n e l uly d s i )技术可以在一定程度上解决改善产品分布 和提 高产 品质量 的矛盾 。研究 表明 ,汽 油中的烯烃化 合物
含 量 的 两 段 提 升 管 催 化 裂 化 T R C -MF ( hpeF n — S F C- Mu il u c
t n fma i zn i ud p o u t il n mp o i g g s n i s o x mi g l i r d c ed a d i rv n a di e o i q y
项 目
干气+ 焦炭 总液体产品
轻 质 油 柴 油
常规催化裂化
基准 基准
基 准 基 准
TRC — F S FCM , %
一. 1 O +. 1 O
+. O 5 +. 3 0
柴油十六烷值 汽油 中烯烃
基准 基准
+. 3 O 一O 1
3催 化裂化汽油降烯烃技术 . 由于我 国特殊 的石 油加工工艺 流程 ,降低催 化裂 化汽 油 的烯烃含量成为一些炼油 企业 生产的瓶颈 问题 ,T R C SF C 图1 S F C M G T R C — D 技术流程示意图 新 鲜催 化 裂 化原 料 进第 一 段提 升 管反 应 器 ,循 环 油 技术 与适宜 的降烯 烃催化剂配合 ,可 以在大 幅度 降低 催化 裂化汽油烯烃含量 ( 幅最高达2 %) 的前提下 ,同时不损 降 5 失 目的产品产率 ,并 使柴油 的质量 得到 改善 ,该 技术 称为

催化裂化装置优化技术分析-收率与能耗

催化裂化装置优化技术分析-收率与能耗
中国石油大庆石化公司炼油厂
一、催化裂化装置能耗分析
影响的催化裂化装置能耗的第二大因素是装置 蒸汽输出量。由于重油催化裂化装置原料较重,生 焦率高,焦炭在再生器中燃烧释放出的热量除提供 裂化反应热外,还有大量的剩余,如何合理利用装 置的高温位余热发生蒸汽,以蒸汽为介质回收热量、 提高装置利用热能的能力是降低装置能耗的有效手 段。
中国石油大庆石化公司炼油厂
二、催化裂化装置节能措施
2.7催化与气分装置进行热联合 因此,催化装置低温热能的综合利用,对装置能耗有
很大的影响。锦西石化公司1.0Mt/a重油催化裂化装置分 馏系统与气分装置进行热联合,其中,催化顶循环油引 至气分脱丙烷塔底作源;两外把高温热水由P311A/B抽 出后去催化,分别和分馏塔顶油气、轻柴油、一中循环 油、产品油浆换热,把油品冷却到合适温度,把高温热 水加热到105℃左右送到了气分装置,作为气分装置的热 源。
中国石油大庆石化公司炼油厂
一、催化裂化装置能耗分析
项目 焦炭 新鲜水 循环水 除盐水 电耗 3.6MPa 蒸汽 1.0MPa 蒸汽 3.6+1.0 蒸汽 0.3MPa 蒸汽 低温输出热 总加工原料量 合计能耗
表-1 某催化裂化装置近四年能耗构成
能耗系数 950 0.18 0.1 2.3
0.2338 88 76
题目:催化裂化装置优化技术分析 ——收率与能耗
王文清
中国石油大庆石化公司炼油厂
目录
催化裂化装置能耗分析 催化裂化装置节能措施 优化工艺提高催化装置产品收率 其他提高产品收率及降低能耗的措施 炼油厂能耗计算与评价方法
中国石油大庆石化公司炼油厂
一、催化裂化装置能耗分析
催化裂化装置是我国炼油行业的主要二次加工装 置,也是占炼油厂能耗比例最大的装置之一,催化装 置能耗一般占炼油厂全厂能耗的30%~50%。随着原 油价格的不断攀升以及催化裂化原料的日益重质化, 催化裂化节能降耗问题成为了提高催化裂化装置经济 效益的关键问题,装置节能降耗的重要性尤为突出。 表-1为某催化裂化装置近四年来的能耗分析数据。

催化装置第二提升管在炼厂产品结构调整的作用分析

催化装置第二提升管在炼厂产品结构调整的作用分析

催化装置第二提升管在炼厂产品结构调整中的作用分析摘要:文章分析了催化装置第二提升管在产品结构,汽柴油质量升级等方面的作用,催化裂化工艺与加氢工艺相有机结合,利用催化装置第二提升管进行加氢催化柴油回炼,可以实现炼厂大幅度压缩甚至消灭催化柴油,彻底解决催化柴油出路问题,催化汽油辛烷值得到提高,同时第二提升管回炼汽油,汽油烯烃含量大幅度降低,能够满足未来国Ⅵ的要求,可以增产更多的低碳烯烃原料,有利于炼厂向炼化一体化发展。

关键词:催化裂化第二提升管汽油回炼加氢催化柴油回炼产品结构调整质量升级炼化一体化1.前言催化裂化是原油加工的重要二次加工手段,在我炼油企业中都占有重要的地位,催化裂化汽油占产品汽油的80%左右,催化柴油占柴油产品的30%左右。

随着近几年来市场对产品要求的变化,成品油质量不断升级,催化装置加工量大的炼厂越来越处于不利的局面,市场对普柴需要量减少,甚至要取消普柴,而催化柴油催化柴油密度大、十六烷值低、芳烃含量高,无法直接升级为车柴,因此如何有效利用催化柴油是柴油质量升级必须解决的难题,催化柴油是制约中国石化高效、低耗实现柴油质量升级的最主要瓶颈。

同时汽油质量升级主要集中在汽油辛烷值、硫含量和烯烃含量等方面,目前常规催化装置汽油的烯烃含量较高,一般在30~45%,越来越不适应汽油质量升级的要求,特别是国Ⅵ汽油烯烃含量要求低于18%和15%,要求催化装置降低催化汽油的烯烃含量。

常规催化装置汽油的辛烷值一般装置在90~94,在下游装置脱硫过程中还有辛烷值的损失,也希望尽量催化汽油的提高辛烷值。

同时炼厂都向炼化一体化方面发展,催化装置可以提供更多的C2~C4的原料,如乙烯、丙烯、丁烯等。

因此,催化装置在炼厂整个加工环节中即有优势也有劣势,如何使优势得到更充分的发挥,而又能克服的劣势,需要有好的技术解决方案。

公司经过几年的不断努力探索出适合解决方案,充分发挥催化装置第二提升管的作用,通过催化双提升管工艺和加氢工艺相结合,极大降低了柴油比,大幅度压缩了催化柴油,甚至做到消灭了催化柴油,很好地解决了催化柴油质量升级地难题。

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因此 在开工后 , 逐渐将催 化剂 置换 为 B降烯 烃剂 , 汽
油烯 烃含量逐 步下 降 。但 同时发现催化 剂活 性衰减
新增 二 段 提 升 管 反 应 器 , 应 器 设 有 两 层 喷 反
嘴, 每层设 有 两个 高效 雾化 喷嘴 。下层 喷 嘴 为汽油 回炼 喷 嘴 , 计 反 应 时 间 为 1 6S 喷 嘴 型 号 为 设 . ,
RON 降至 8 . , 7 5 汽油 调合 成 本 增 加 。经 进 一 步 调
整 后 , 置 运 行 逐 渐 平 稳 , 品 质 量 合 格 , 油 装 产 汽
工初 期 , 现 以下 问题 : 油 收 率 降低 ; 焦 量 增 发 轻 生
大; 剂耗过 大 ( . g t 2 0k / 原料 ) 汽油辛 烷 值 降低 ; ; 能 耗增 加 ; 同时 发现汽 油 烯烃体 积 分数 难 以达到 低 于
R W 型 ; 层喷 嘴 为 回炼油 和 回炼 油浆 喷 嘴 , 计 J 上 设
速率 过快 , 要维持 相对稳定 的催 化剂 活性 , 必须把 就 催 化 剂单 耗 维 持 在 l5k / _ gt以上 , 成成 本 上 升 。 造 为此 , 使用 C降烯 烃催化 剂 , 开始 并掺入 部分原位 晶 化催 化剂 以保证 催化 剂 的活性 稳定性 。
维普资讯
20 0 6年 2月
石 油 炼 制 与 化 工 P TR UM R E SNG AN E R HE C L E OI E P OC S I D P T OC MI A S
第 3 卷 第 2期 7
两段提升管催化 裂化装 置 生产 的调整优化
有 所不 同。B剂 失 活 较快 , 本 较 高 ; 剂 单 耗 相 成 C
对 原 降烯烃催 化 剂 降低 0 3 . 6个 单 位 , 是 汽 油 中 但
芳 烃含 量较 低 , 致 汽 油 辛 烷 值 损 失 偏 大 , 低 时 导 最
2 开工 初期 存在 的 问题
装置 改造 成功 后 , 2 0 于 0 3年 5月 初 开 工 。开
2 0 年 4月 进行 装置 技术 改造 。 03

数 据 表 明 , 须 对装 置 的操 作 进 行 调 整 优 化 , 则 必 否
该 次技 术改造 难 以达 到 预期效 果 。
3 调 整优化 措 施
段 提升 管反 应器设 有 两层 进料 喷 嘴 , 计反 设
应 时间分 别为 1 2 . S和 1 6 , 层设有 四个 高效雾 . 每 S
3 的 目标 。 5
收 稿 日期 :0 50—8 修 改 稿 收 到 日期 :0 50 —9 2 0 —60 ; 2 0 82 。 作 者 简 介 : 养 冬 , 级 工 程 师 ,9 8年 毕 业 于 大 庆 石 油 学 院 , 相 高 18 现 为 辽 河石 化 分 公 司 副总 工 程 师 、 度 长 。 嗣
公 司在 中石 油科 技 信 息 中心 组 织下 采用 了石 油 大
值 与工业 应用 之 间存 在 较 大 差 距 ; 三 , 不 加 降 第 在 烯烃 催化 剂 的情 况下 , 仅依 靠 汽油 回炼无 法达 到 仅
汽 油烯 烃体积 分 数小 于 3 的 目标 。开 工初 期 的 5
学 ( 东 ) 两段 提 升 管催 化 裂化 专 利 技 术, 华 的 于
C剂 与 B剂相 比 , 两种 催化 剂 都 能实现 汽 油烯 烃 体积 分数 小 于 3 的 目标 , 是 在 使 用 效 果 上 5 但
反应 时 间为 1 2S 喷 嘴型 号 为 L C 3型 。提 升管 . , P一
长 度为 1 . 不 含预提 升段 ) 内径 为 0 5I。设 85 m( 、 . I T 计 反应温 度 为 4 5 0 9 ~5 5℃。 由于两段 提升 管反 应器 的 反应 时间 较短 , 为确 保油 剂充 分又 迅速 地均 匀混 合 , 两段 提升 管底 部预 提 升段 分别采 用 了新 型高效 预 提升 器 。
点: 首先 , 开工 初 期 装 置操 作 不稳 定 ; 次 , 照设 其 按 计 参 数进 行操 作 难 以达 到设计 计 , 1 9 于 9 2年 8月建 成 投
产 。为 了提高 产 品质量 , 确保 在 汽油烯 烃体 积 分数 降低 到 3 %以下 的同时 , 降低 轻 质 产 品收 率 , 5 不 该
相养冬 ,张继林 ,单吉文 ,王- 磊
( 国石油辽河石化分公 司 , 锦 142) 中 盘 2 02
摘要 中国石油辽河石化分公 司采 用石油大学 ( 华东 ) 开发 、 东设计 院设计 的两段 提升管催 华 化裂化技 术 , 8o ta催化裂化装置反应 再生 、 对 o k/ 分馏 、 吸收稳 定等部 分进行改 造 通过 一系列 的 调整优化 , 诸如选用适宜 的降烯烃催化剂 , 选择合适的 汽油馏分 进行 回炼 并优化 回炼 比, 以及调 整 操作 参数等措施 , 使改造后 的装置较好地发挥 了两段 提升 管技术 的优 势 : 汽油烯 烃降 低 , 烷值损 辛
化 喷 嘴 , 嘴 型 号 为 L C 3型 。 提 升 管 长 度 为 喷 P一 1 . 不含 预 提 升 段 ) 内径 为 0 7 I 71 m( 、 . 5I 。设 计 反 T
应 温度 为 4 5 5 5℃ 。 9~ 0
3 1 催化剂 筛 选 .
开工初 期使 用 增产 柴油 的平衡 剂 A 进 行 开工 试运 , 由于汽油 中烯烃体 积分 数不 合格 (3 左右 ) 4 ,
失不 大 ; 目的产 品收 率 略 有 上 升 , 柴汽 比得 以改 善 。
关 键 词 : 化 裂化 提 升 管 式 反 应 器 汽 油 料 催 烯 烃
1 前 言
分析 产生 上 述 问题 的原 因 , 以归纳 为 以下 几 可
中 国石 油 辽河 石 化 分公 司重 油催 化 裂 化 装 置
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