分区强化多产航煤和乙烯料的加氢裂化技术
2024-06-28
关键字：
来源：[互联网]
[中国石化报 2024-06-27]该工艺将具有不同反应特性的催化剂与反应区内目标反应化学精准匹配实现反应级配，结合催化剂裂化活性和反应放热特点，收到增产航煤、优质乙烯料和节能降耗效果，做到了“减油增化”，具有推广价值。——中国石油和化学工业联合会
技术名片
常规加氢裂化装置的主要产品包括轻烃、轻石脑油、重石脑油、航煤、柴油和尾油等。其中，航煤、柴油产品可作为优质的燃料油调和组分，重石脑油可作为优质的重整原料，尾油则可作为生产乙烯的优质原料。
近年来，我国民航业发展迅速、民航运输需求不断增加。数据显示，今年一季度，我国民航货邮运输量及旅客运输量均创下历年同期最高值，完成运输总周转量349.3亿吨公里，同比增长45.6%；完成旅客运输量接近1.8亿人次，同比增长37.7%。
随着我国民航业快速发展，航空煤油需求量持续攀升。中国石化经济技术研究院市场营销研究所数据显示，2014~2019年我国航煤产量年均增长10.9%，2023年我国航煤产量达4860万吨，比2022年增长67.5%，预计2024年国内航煤产量将达5570万吨。
为满足市场对航煤和优质尾油的需求，石科院自主研发增产航煤、压减柴油并提升尾油质量的加氢裂化技术——分区强化多产航煤和乙烯料的加氢裂化技术。研发团队基于烃分子反应规律研究，构建了链烷烃富集和环状烃选择性转化技术平台，将加氢裂化复杂反应过程进行反应区划分，根据反应区目标分子特征和反应类型自主研发多产航煤和乙烯料的分区专用加氢裂化系列催化剂RHC-133和RHC-131。
基于专用催化剂反应特征和过程反应热模拟，研发团队开展级配优化，通过精准匹配的高性能催化剂及定向调控的催化梯级活性级配技术，形成低能耗加氢裂化催化剂级配技术。通过功能级配和活性级配的结合，研发团队将具有不同反应特性的催化剂与反应区内目标反应化学精准匹配，解决了传统加氢裂化技术催化剂与复杂反应针对性不强、目标产物选择性差、能耗高等问题，可在增产航煤及优质乙烯料的同时大幅降低工艺能耗。航煤收率可提升40%以上，乙烯料BMCI值（芳烃指数）改善2个单位以上，能耗降低10%~20%。
石科院研发团队结合催化剂裂化活性和反应放热特点，通过分区调控的方式有效利用反应热，降低了工艺过程中的燃料气和动力消耗。同时，通过精准匹配目标分子化学反应过程，提高了氢气的利用效率、减少了氢气消耗，显著降低了整个工艺过程的氢耗、能耗及二氧化碳排放。以200万吨/年加氢裂化装置为例，可实现综合能耗降低10%~20%，化学氢耗降低5%~10%，直接碳排放和间接碳排放合计可降低约5万吨/年。
在中国石化科技部组织的鉴定会上，业内专家一致认定该技术达到国际领先水平，可作为炼油与化工的重要桥梁技术，对急需增产航煤和生产优质乙烯裂解原料的企业具有良好的经济效益。技术水平赢得业界认可，已获得授权专利11件，发表论文4篇，荣获北京市科技进步二等奖。
应用效果
目前，该技术已在国内4套装置推广应用，可以不同程度地将重劣质蜡油转化为喷气燃料、超低硫低芳烃柴油、化工原料及润滑油基础油原料等，技术成熟可靠。
2016年，该技术在燕山石化200万吨/年加氢裂化装置实现工业应用，连续5年长周期运转。相比前一周期，装置航煤收率提升40%以上，乙烯料BMCI值改善两个单位。技术工业应用以来，该装置累计产生经济效益3.87亿元，综合经济能耗相比技术使用前降低10%~20%，直接碳排放减少1.08万吨/年。
技术特点
●生产方案灵活：
企业可根据市场需求，通过调整反应转化深度灵活调整航煤和尾油收率。在一次通过流程下，航煤馏分收率可在35%~50%范围内灵活调整。
●航煤选择性高：
在控制一定石脑油收率的前提下，航煤馏分收率可达46%以上，且满足3号喷气燃料质量要求。所产尾油BMCI值为6~8，链烷烃质量分数达到70%以上，可作为优质的裂解制乙烯原料。在最大量生产航煤方案下，航煤馏分收率可达51%以上，产品质量满足3号喷气燃料要求，柴油馏分可实现“零”产出。
●原料油适应性强：
适用于加工来自石蜡油基、中间基原油、中间-环烷基等大部分原油的减压瓦斯油（VGO）馏分，还可掺炼加工部分焦化蜡油（CGO）及柴油馏分，具有良好的原料油适应性。
燕山石化200万吨/年加氢裂化装置。