LCC-2催化剂在重油催化裂化装置的应用

发布时间:2009-10-13  作者:  点击数:1668
  摘要:介绍LCC-2多产丙烯催化剂在中国石油大连石化公司140万t/a催化装置改造中的应用情况。标定结果表明,应用LCC-2催化剂后,液化气产率由13.76%增加到22.99%,其所含丙烯由 35?13%增加到47?77%。生产统计结果表明:装置加工量按150万t/a计算,改造后丙烯产率由5?10% 增加到6?99%,丙烯产量增加2.835万t/a;可增效约8000万元/a,实现了装置增产增效的预期目的。
  关键词:重油催化裂化;LCC-2催化剂;丙烯;液化气;增产增效;应用
  中图分类号:TE624.9+1 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2008)04-336-04
  为了寻找新的利润增长点,很多以燃料油 生产为主的炼油企业都在石油深加工上寻求突 破,其中以谋求增加乙烯、丙烯产量的居多。发 展加工重质原料、增产低碳烯烃的技术,是对传 统深加工技术的完善和发展[1]。而大多数炼油 企业都有重油催化裂化装置,因其液化气产品 中富含丙烯,故通过气分装置将其中的丙烯加 以分离,就能成为重油催化裂化装置增加效益 的有效手段。为了应对石油深加工能力的不 足,中国石油大连石化公司(以下简称为大连石 化)140万t/a催化装置在2006年停工检修期 间进行了增产丙烯的改造,使装置效益大幅提 升。本工作总结了中国石油兰州石化分公司催 化剂厂生产的LCC-2多产丙烯催化剂在该装 置上的工业应用情况。
1 工艺流程简述
  如图1所示,大连石化三催化装置包括反应- 再生、分馏、吸收稳定、能量回收及主风机、气压机、 CO焚烧及余热锅炉、汽油脱硫醇和污水汽提8个 部分。装置的反再系统采用提升管反应器、二段再 生新工艺,新鲜原料、回炼油、油浆分别进料。一、 二再(第一、第二段再生器的简称)烟气先混合并 通入适量主风,经过CO焚烧炉将一再烟气中的 CO烧掉后,高温烟气则通过高温取热炉产生中压 蒸汽,待烟气温度降到700℃后进入烟机做功,烟 机出口烟气去低温余热锅炉。反应系统产生的油气进入到分馏系统,分馏塔的中部出柴油,底部出 油浆,塔顶出汽油和富气;富气进入到气压机进行 压缩,压缩富气进入到吸收稳定系统分离出稳定汽 油、液化气和干气。
2 增产丙烯改造项目的实施
2.1 背景
  大连石化2005―2006年连续2年出现较大 亏损的原因之一就是石油深加工能力不足。为 了实现扭亏为赢,大连石化在原有5万t/a聚丙 烯装置的基础上,先后新增了7万t/a和20万t/ a的聚丙烯装置。然而公司的丙烯自产不足,无 法满足这2套聚丙烯新装置的生产需要。为此, 公司通过科学论证,确定在140万t/a催化装置 上进行相应的技术改造,以满足上述3套聚丙烯 装置的生产需要。
深度催化裂化工艺是当今世界上领先的多 产丙烯技术[2]。目前国内外重油催化裂化装置 较多采用增产丙烯催化剂或助剂来增产丙烯,如 岳阳三生化工有限公司生产的LOSA-1增产丙 烯助剂的工业应用[3],LCC-2多产丙烯催化剂 在中国石油大庆石化公司的工业应用等,均实现 了增产增效的目标。
2.2 主要改造内容
  结合大连石化三催化装置气压机额定负荷 可以满足增产丙烯的生产实际,公司决定在 2006年9月装置停工检修期间,对其分馏和吸收 稳定系统进行了改造。具体改造内容如下:(1) 分馏塔系统。更换主分馏塔21~32层塔盘,以增 加开孔率;因分馏塔塔顶循环回流温度有时偏 高,故经核算后将分馏塔塔顶回流泵扩能,并加 粗了管线,更换了顶部回流调节阀。(2)吸收稳 定系统。增加1台贫吸收油冷却器、部分空气冷 却器和海水冷却器(简称空冷、水冷);压缩富气 增加2台空冷,稳定汽油增加2台空冷,液态烃增 加4台空冷和4台水冷,稳定塔和解吸塔塔底各 增加1台辅助重沸器,并分别以3.5,1.0MPa蒸 汽为热源,稳定塔顶部扩径加长,塔顶部直径由 2400mm增加到3000mm;利用原分馏塔塔顶的 回流泵将液化气泵扩能,并将液化气的部分工艺 管道扩径,以满足液化气增量需求。(3)其他技 改项目。更换1台油浆电动调节阀;重新设计预热管线以 解决其气动调节阀控制阀磨损导致的内漏问题;将火炬罐 污油管线改为进入到分馏塔塔顶后回流返塔,以 解决稳定汽油干点偏高的问题;增设分馏塔塔顶 回流系统注水线,以解决分馏塔结盐问题;催化 剂由LRC-99改为LCC-2。
3 增产丙烯改造项目实施后的情况
3.1 生产情况
  检修后复工初期,液化气产率仅能达到18%左右,未达到25%的设计值。这是因为系统内的 催化剂主要是LRC-99磁分离催化剂,活性较 低。2007年初,LCC-2多产丙烯催化剂开始加 入系统。随着时间的推移,LCC-2的加入比例 逐渐提高,装置液化气产率也逐渐递增。当 LCC-2在系统中的比例接近80%时,液化气产 率基本维持在23%左右,接近25%的设计值。改 造前后的产品分布情况见表1;改造前后的汽油、 柴油组成及相关性质比较分别见表2和表3。
  由表1可以看出,改造前后的产品分布变化 较大。首先是气体产量显著增加,特别是液化气 的增幅非常明显,产率由13.76%增加到22.99%。 同时,其他产品如汽油、柴油及油浆的产率也发 生了较大的变化,其中汽油和柴油产率减少,干 气略有增加,油浆产率有所降低;生焦率也有所降低,主要原因是催化料的性质发生了变化。 由表2可以看出,改造前后汽油的密度、馏 程变化均不大,说明增产丙烯的改造对汽油的品 质影响不大。改造后汽油的辛烷值有所增加,说 明在增产丙烯项目实施后,由于催化剂类型、工 艺操作条件等的变化,导致精制汽油辛烷值的增 加,这与生产高辛烷值汽油的目的相吻合。
  由表3可以看出,改造前后柴油产品相关特 性的差别明显。改造后的柴油密度增加,胶质含 量明显高于改造前的;运动黏度及酸度均有所增 大,且十六烷值降低,说明增产丙烯改造项目实 施后的生产条件对柴油形成了不利的影响;硫含 量的增加,说明柴油品质变差,但不能就此断定 柴油硫含量的增加与增产丙烯项目的实施有关, 催化原料硫含量的增加应该是一个更重要的影 响因素。尽管柴油品质变差,但由于催化柴油本 来就需要到加氢装置进行再加工,因此只要不影 响加氢装置正常的生产,这将不成为一个重要问 题。事实上,从全公司的柴油调和产品出厂情况 (见表4)看,增产丙烯项目实施后的催化柴油产 物特性变化对后续精加工未造成任何不利影响。
  由表5可知,干气的组成比较稳定,改造前 后变化不大;液化气产率(见表1)增加明显,且其 组分变化较大,其中丙烯含量增加了12.64个百 分点,这主要得益于2个因素,首先是装置使用 的催化剂由原来的LRC-99改为增产丙烯催化 剂LCC-2,其次是操作条件的变化,如反应温度 由原来的500℃提高到510℃以上。
3.2 经济效益评估
  若不考虑系统加工原料因素引起的产品产 率变化,结合装置产能及表1可知,改造后装置 液体收率有所增加,其中液化气产率由13.76% (改造前)增加到22.99%(改造后),液化气产量 由20.64万t/a增加到34.48万t/a。日常生产 统计数据表明,改造前,液化气中丙烯占装置总 进料(150万t/a)的5.10%,年产丙烯7.65万 吨;改造后,丙烯占总进料(150万t/a)的6.99%, 年产丙烯10.485万,t年增产2.835万,t按市场 价并扣除气分装置加工费用等成本后,每吨可创效3000元(其市场价比液化气高4000元/t),每 年将为公司增加利润约8000万元。
4 结论
  a.LCC-2多产丙烯催化剂在大连石化三催 化装置改造中的应用,实现了增产丙烯、装置增 效的预期目的。
   b.改造后,液化气产率由改造前的13.76%增 加到22.99%,丙烯产量增幅为2.835万t/a。综合 考虑丙烯与液化气的市场差价及扣除其他成本后, 增产的丙烯创效3000元/,t8000万元/a。