李錦程

(中國石化上海石油化工股份有限公司煉油部，上海200540)

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催化油漿在溶劑脫瀝青裝置的摻煉利用

李錦程

(中國石化上海石油化工股份有限公司煉油部，上海200540)

對溶劑脫瀝青裝置摻煉催化油漿的工藝操作、物料平衡、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：油漿摻煉后產(chǎn)品脫瀝青油殘?zhí)肯陆?、收率增加，且質(zhì)量有所提高；脫油瀝青針入度和軟化點(diǎn)均在產(chǎn)品質(zhì)量的可控范圍內(nèi)，對操作工藝條件沒有影響。另外，催化油漿在溶劑脫瀝青裝置與催化裂化組合工藝相結(jié)合后有利于提高煉廠的經(jīng)濟(jì)效益。

催化油漿摻煉溶劑脫瀝青裝置催化裂化經(jīng)濟(jì)效益

催化油漿是重油催化裂化裝置的副產(chǎn)品，主要是為防止重質(zhì)原料在加工過程中結(jié)焦、結(jié)垢以及維持裝置的熱平衡，由裝置產(chǎn)出的尾油。由于催化油漿中含有大量的固體催化劑粉末，容易造成設(shè)備磨損，因此不能直接加工利用。如果直接作為燃料油，油漿中含有的固體顆粒導(dǎo)致爐嘴結(jié)焦，增加鍋爐的隱患，用戶不得不頻繁停爐檢修，因此只能作為燃料油和調(diào)和油低價(jià)出售。

為解決催化油漿出路問題，某煉油公司將催化油漿分別送至溶劑脫瀝青(以下簡稱溶脫)裝置、焦化裝置和渣油加氫裝置進(jìn)行摻煉試生產(chǎn)，尋找催化油漿新的用途，以提高其經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品附加值。文章以溶脫裝置為例，介紹該裝置摻煉催化油漿的試驗(yàn)和生產(chǎn)情況。

1　溶脫裝置工藝簡介

1.1溶脫裝置工藝流程

溶脫裝置以液態(tài)混合碳四作溶劑,從減壓渣油中提取脫瀝青油,同時(shí)脫除瀝青質(zhì)和膠質(zhì),通過超臨界溶劑回收和汽提回收工藝,將溶劑回收并循環(huán)使用。脫瀝青油作為催化裂化裝置的原料,脫油瀝青調(diào)和道路瀝青、防水瀝青或作焦化裝置原料。

溶脫裝置的工藝流程見圖1。

圖1　溶脫裝置工藝流程示意

1.2溶脫裝置摻煉催化油漿工藝流程

某煉油公司溶脫裝置在摻煉催化油漿前期對裝置工藝流程進(jìn)行整改(見圖2)，溶脫裝置原有一只催化油漿罐，用于與產(chǎn)品脫油瀝青調(diào)和道路瀝青或防水瀝青，現(xiàn)在催化油漿提升泵出口新增一條至溶脫原料罐管線，如圖2虛線整改部分。

圖2　溶脫裝置摻煉催化油漿工藝流程示意

摻煉工藝實(shí)施方案如下:來自常減壓蒸餾裝置的減壓渣油與罐區(qū)沉淀后的催化油漿以一定的比例經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后，進(jìn)入溶脫裝置的原料緩沖罐,緩沖罐內(nèi)的原料經(jīng)原料泵打入抽提塔內(nèi)進(jìn)行萃取。萃取分離后，油漿中的烷烴及低縮合芳烴組分被抽提到脫瀝青油中，使脫瀝青油的收率增加，并使油漿中富含金屬的重組分得以脫除；油漿中的高縮合芳烴組分大部分則留在脫油瀝青中，從而達(dá)到改善脫油瀝青質(zhì)量用于調(diào)和高等道路瀝青的目的；抽提出的脫瀝青油再用作催化原料，可提高重油摻煉比，達(dá)到多產(chǎn)催化汽油的目的[1]。

2　試驗(yàn)

2.1催化油漿性質(zhì)

催化油漿是一種芳烴濃縮物，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為85%，其中重質(zhì)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占總芳烴的90%，膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為10%。催化油漿的主要性質(zhì)如表1所示。

表1　催化油漿的主要性質(zhì)

續(xù)表1

2.2溶脫原料性質(zhì)

一般來說，油品的密度隨其組成中的碳、氧和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，因而含芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的減壓渣油原料密度最大，含環(huán)烷烴多的減壓渣油原料密度居中，含烷烴多的減壓渣油原料最小。減壓渣油原料的各組分多少直接影響溶脫裝置的操作、產(chǎn)品質(zhì)量及收率，因此減壓渣油原料密度小有利于提高抽提效果；殘?zhí)恐荡笮≈苯臃从沉擞推分兴z質(zhì)、瀝青質(zhì)和能形成這類物質(zhì)的量，減壓渣油原料殘?zhí)啃∮欣谔岣叱樘嵝Ч?；黏度大小表現(xiàn)物料內(nèi)摩擦力的大小，混合原料黏度小，表示其含膠質(zhì)和芳烴較少，有利于相際傳質(zhì)，從而也有利于提高抽提效果。

與原料減壓渣油相比，催化油漿的黏度較小，但密度較大。油漿與減壓渣油混合后，隨著油漿摻入量的增加，混合原料相對減壓渣油密度變化不大，殘?zhí)恐涤兴陆?，黏度有很大程度的降低。因此從混合原料性質(zhì)上來講，混合后溶脫原料有利于裝置提高抽提效果。

2.3主要操作參數(shù)

某煉油公司溶脫裝置將催化油漿以總進(jìn)料的3%(1 t/h)，6%(2 t/h)，14%(5 t/h)的摻煉比例逐漸提高，每一階段持續(xù)一周，逐步提高催化油漿摻煉比例后，發(fā)現(xiàn)抽提溫度、抽提壓力、抽提器塔底溫度、沉降器塔底溫度和沉降溫度等影響較小(見表2)，說明提高催化油漿比例對溶脫裝置主要生產(chǎn)參數(shù)影響不大。

表2　溶脫裝置主要操作參數(shù)

3　結(jié)果與討論

3.1物料平衡及主產(chǎn)品脫瀝青油收率

溶脫裝置物料平衡及主產(chǎn)品脫瀝青油收率見表3。

表3　溶脫裝置物料平衡及主產(chǎn)品脫瀝青油收率

從表3可以看出：摻入催化油漿后，脫瀝青油收率提高，當(dāng)催化油漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～14%時(shí)，脫瀝青收率可上升1.85%～3.87%，相對而言，副產(chǎn)品脫油瀝青收率則減少。這是因?yàn)闇p壓渣油和催化裂化油漿的性質(zhì)相比,催化裂化油漿的密度大、黏度小，兩者結(jié)構(gòu)族組成基本相近，碳四溶劑脫瀝青的萃取過程是原料與碳四溶劑在萃取塔內(nèi)逆向接觸,依靠密度差將脫瀝青油液與脫油瀝青液分離。因此摻煉催化裂化油漿后使萃取塔的進(jìn)料密度變大,黏度變小，進(jìn)料密度變大,使進(jìn)料和碳四溶劑的密度差加大；進(jìn)料黏度減小,使萃取阻力降低,這都有利于萃取過程的進(jìn)行,提高了脫瀝青油的收率[2]。

3.2產(chǎn)品脫瀝青油質(zhì)量分析

溶脫裝置摻煉催化油漿后，產(chǎn)品脫瀝青油殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)見表4。

表4　各試樣殘?zhí)糠治?/p>

從表4可以看出：溶脫裝置摻煉催化油漿后產(chǎn)品脫瀝青油殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯下降，脫瀝青油質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對提高。這說明在摻煉催化油漿后，混合原料的密度、殘?zhí)亢宛ざ认鄬p壓渣油來說有較大程度的降低，有利于溶劑脫瀝青過程相際間傳質(zhì)，提高了抽提效果。經(jīng)過脫瀝青過程，烷烴及低縮合芳烴組分更容易被抽提到產(chǎn)品脫瀝青油中，所得到的脫油瀝青與渣油直接脫瀝青相比，增加了更多高縮合芳烴組分，可以改善脫油瀝青質(zhì)量，而不會影響脫油瀝青質(zhì)量。因此脫瀝青油可作為優(yōu)良的催化裂化原料。

3.3產(chǎn)品脫油瀝青質(zhì)量分析

溶脫裝置摻煉催化油漿后，產(chǎn)品脫油瀝青質(zhì)量見表5。

表5　原料性質(zhì)和脫油瀝青質(zhì)量

從表5可以看出：溶脫裝置摻煉催化油漿后脫油瀝青針入度降低、軟化點(diǎn)增加，這是因?yàn)殡S著油漿摻煉比的增大，瀝青中飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，使得瀝青質(zhì)量得以改善。3%～14%比例油漿摻煉生產(chǎn)的脫油瀝青均在可控范圍內(nèi)，均可生產(chǎn)高等級道路瀝青。

3.4碳四溶劑質(zhì)量分析

催化油漿摻煉過程中溶脫裝置碳四溶劑性質(zhì)與不摻煉催化油漿時(shí)溶劑性質(zhì)基本相同，說明催化油漿摻煉對溶劑性質(zhì)沒有影響。

4　效益核算

催化油漿進(jìn)溶脫裝置加工實(shí)施以來，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，不僅解決了催化油漿出路問題，而且提高了裝置的邊際效益(見表6)。

表6　溶脫裝置摻煉催化油漿前后效益對比

從表6可以看出：當(dāng)油漿摻煉比例提至14%時(shí)，溶脫裝置邊際效益由115元/t提升至169元/t，也就是說300 kt/a溶脫裝置按14%比例摻入42 kt/a催化油漿，裝置效益至少增加227萬元。另外，脫瀝青油產(chǎn)率增加可以增加催化裂化裝置原料量，按脫瀝青油收率提高3.5%計(jì)算,300 kt/a溶脫裝置多產(chǎn)脫瀝青油10.5 kt/a，脫瀝青油進(jìn)渣油加氫裝置加氫處理后收率按89%計(jì)算，催化裂化裝置增加新鮮原料9.3 kt/a，按邊際效益609元/t，催化裂化裝置一年可增效566萬元。

5　結(jié)論

(1)溶脫裝置摻煉催化油漿后產(chǎn)品脫瀝青油殘?zhí)恐迪陆怠⑹章试黾?，且質(zhì)量有所提高；脫油瀝青針入度和軟化點(diǎn)均在產(chǎn)品質(zhì)量的可控范圍內(nèi)。摻煉催化油漿對操作工藝條件、碳四溶劑性質(zhì)基本沒有影響。

(2)溶劑脫瀝青裝置摻煉催化油漿，不僅使溶脫裝置經(jīng)濟(jì)效益增加，而且提高了與催化裂化組合工藝相結(jié)合后經(jīng)濟(jì)效益。

(3)該煉油公司不僅嘗試了溶脫裝置摻煉催化油漿，還嘗試到焦化和渣油加氫裝置摻煉，完成催化油漿的完全內(nèi)部消化。掌握好催化油漿摻入量，可以使得催化油漿的利用達(dá)到最優(yōu)值。催化油漿摻煉不僅拓寬了溶脫、焦化和渣油加氫裝置的原料來源，優(yōu)化了煉油公司資源配置。

[1]王曉紅，李海濤，王寶義. 丁烷脫瀝青—重油催化裂化組合工藝的工業(yè)應(yīng)用[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2006(2)：124-126.

[2]范雨潤,孫鑒. 丙烷脫瀝青工業(yè)裝置摻煉催化裂化油漿[J].石油煉制與化工，1998，29(8)：6-9.

ABSTRACT

Analysis was made on process operation, material balance, product quality and economic benefit of blending FCC slurry into the butane solvent deasphalting feedstock. Result showed that after blending FCC slurry into the deasphalting feedstock, the carbon residue in deasphalted oil declined, while yield and quality were improved; the penetration and softening point of de-oiled asphalt were within the controllable range of product quality, which have no effects on the operation conditions. In addition, the catalytic slurry is helpful in improving economic benefits of refinery plant when combining with catalytic cracking process in the solvent deasphalting unit.

Application of FCC Slurry Blending into the Butane Solvent Deasphalting Feedstock

Li Jincheng

(RefineryDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

FCC slurry, blending production, the solvent deasphalting unit, catalytic cracking, economic benefit

2016-04-05。

李錦程，男，1983年9月出生，2006年7月畢業(yè)于江蘇工業(yè)學(xué)院(現(xiàn)改名常州大學(xué))，工程師，工藝管理副主任師，從事煉油生產(chǎn)與工藝管理。

1674-1099(2016)04-0050-04

TE624.41

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