MGD技术在重油催化裂化装置应用.docVIP

MGD技术在重油催化裂化装置的应用 摘 要：介绍了同时多产液化气和柴油及降低汽油烯烃含量的工艺技术（MGD技术）在催化裂化装置上的工业应用。优化操作条件，在提高反应温度、提高剂油比、提高催化剂活性等措施后，可以明显改善产品分布，提高产品质量。应用结果表明：MGD技术与装置改造前相比，液化气产率可提高3～6个百分点，柴油产率提高4～6个百分点，（液化气+柴油+汽油）产率相差不大，柴汽比提高了0.2以上。汽油的辛烷值（RON）由90.3提高到91，汽油的烯烃含量(荧光法)由45.2%降低到33%，并且可以灵活调整生产方案，具有明显的经济效益和社会效益. 1 前 言 催化裂化是汽油生产的主要方法，我国的催化裂化装置多掺炼渣油和采取大回炼比操作，致使成品汽油烯烃含量普遍偏高，一般都在40%（v%）以上。虽然烯烃的辛烷值较高，但化学性质活泼，挥发后和大气中NOX混合在一起，经太阳紫外线照射形成有毒化学烟雾，对大气造成严重污染；另一方面，由于烯烃尤其是具有共轭结构的二烯烃特别不稳定，易在发动机及其进气系统形成胶质和积炭，影响发动机正常运转[1]。 某140kt/a催化裂化装置在检修期间对现有的提升管进行了MGD工艺改造，在装置结构无大改动的前提下，优化操作，减少热裂化反应，增加氢转移反应[2]。进行MGD工艺改造后，降低了汽油烯烃含量，生产出了既能符合市场需求、又能达到国家标准的产品。而且可根据市场需求灵活改变生产方案。此项技术具有实施容易、投入少、见效快的特点。 2 MGD技术介绍 由于正碳离子的反应机理和催化裂化反应具有平行-顺序反应的特性，使传统的催化裂化技术同时提高柴油产量和液化气产量相互矛盾。MGD技术是由石油化工科学研究院研制开发的催化裂化多产柴油和液化气技术。它将常规的催化裂化反应机理和渣油催化裂化的反应特点、组分选择性裂化机理、汽油裂化的反应规律以及反应深度控制原理等多项技术进行有机结合，从而对催化裂化反应进行精细控制。该技术将整个提升管从底部到顶部依次分为四个反应区：汽油反应区、重质油反应区、轻质油反应区和总反应深度控制区。汽油反应区一方面生产大量的液化气，另一方面为重质油反应区提供较好的催化剂条件。由于此反应区操作条件苛刻，优化此反应区的操作参数，对于保证生产一定液化气的同时尽量降低干气和焦炭产率至关重要。重质油反应区一方面保证渣油的转化，另一方面在适当控制渣油转化的同时将柴油馏分最大量地生成和保留。轻质油反应区的作用是终止重质油反应区生成物的反应，使重质油裂化生产的柴油馏分最大量保留，另一方面有利于轻质油馏分的生成和保留。总反应深度控制区的作用在于通过注入一定量的急冷介质，控制停留时间、剂油比、反应深度及剂油初始接触温度来控制提升管反应器的反应深度。通过上述四个反应区，MGD技术可以在常规催化裂化装置上多产液化气和柴油，同时该技术还可保留恢复常规催化操作的灵活性。与常规的催化裂化工艺相比，MGD技术增产柴油和液化气的主要原因为： （1）根据催化裂化反应的特点，采用提升管反应器分层进料方法，使不同性质和组成的原料在恰当的位置接触高温催化剂，从而达到优化产品分布的目的。 （2）MGD技术采用汽油回炼的方法，使部分汽油和烃类发生裂解反应，实现过度裂解转化[3]。 3 装置改造 2007年9月在装置常规检修期间，按MGD技术要求，对提升管反应器进行了技术改造，将提升管从底部到顶部设计为四个反应区：汽油反应区、重质油反应区、轻质油反应区和总反应深度控制区。汽油反应区增设两个粗汽油喷嘴；重质油反应区的二个重质油喷嘴利用原提升管的新鲜进料喷嘴；轻质油反应区的油浆、回炼油由上喷嘴进入，在总反应深度控制区采用除氧水做终止剂。 4 生产应用 4.1 原料油性质 催化裂化装置所用原料为拔出率为30%左右的大庆常压渣油，其原料性质见表1。 表1 原料油性质 项 目 数 据 密度/g·cm-3 0.887 重金属含量/μg·g-1 Ni 3.3 V 0.1 Na 0.3 Fe 5.9 Cu 0.1 ω(总氮) /μg·g-1 1641 ω(总氮) /% 0.09 残碳/% 3.02 馏程/℃ 初馏点 230 50% 486 90% 666 终馏点 736 4.2 平衡催化剂性质 改造前使用的是提高汽油辛烷值的DOCP催化剂，MGD工艺技术使用的是石油化工科学研究院研制的配套催化剂RGD-1，生产过程中催化剂在装置各部位的密度分布合理、流化和输送正常，催化剂的循环状况良好。平衡催化剂性质对比见表2。 表２平衡催化剂DOCP和RGD-1性质对比 项目 DOCP RGD-1 孔体积/cm3·g-1 0.28 0.3 比表面积/m2·g-1 240 251 活性 61 65 催化剂含碳量wt％ 0.09 0.08 筛分/