高芳烴柴油餾分加工方案研究

2022-04-29 09:06:03 字數 3637 閱讀 2800

柴油餾分主要由常減壓、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化四類裝置生產,加氫裂化裝置少數企業才有,多數煉油企業只有直餾柴油、催化柴油、焦化柴油三種組份。其中,催化柴油的芳烴含量高、十六烷值低,調合難度較大,本課題重點研究這部分柴油的加工方案。

2023年中國石化**加工量為1.7億噸,全口徑加工**的api為29.21,硫含量為1.

14,酸值為0.60。其中催化裂化裝置的加工量約為5075萬噸,催化柴油數量約為1241萬噸,直餾柴油及其他柴油的數量見表1。

表1: 柴油餾分的數量性質

資料摘自2008煉油事業部裝置資料集

從中國石化柴油的構成比例來看,催化柴油僅佔總量的17.8%,直餾柴油佔56.8%,催化柴油的比例並不高,見表1。

但由於煉廠規模、**性質以及裝置構成等方面的差別,這個比例在不同煉廠的差別較大。如揚子石化800萬噸**加工量,僅有20萬噸左右的催化柴油,催化柴油的比例不到10%;但九江石化450萬噸**加工量,有50萬噸催化柴油餾分,催化柴油的比例接近30%。因此,儘管中國石化整體上催化柴油的比例不算高,但對於部分煉油企業催化柴油的比例卻很高。

相對其它三種柴油餾分來說,催化柴油的質量差,其十六烷值在20~35之間,其密度處於850~950kg/m3之間,總芳烴含量45~80%,資料見表1,與商品柴油指標的差距較大。「十一五」期間為滿足汽油質量公升級的要求,很多裝置都進行mip技術改造,柴油的十六烷值降低,芳烴含量、稠環芳烴含量增加,增加了柴油調合的難度。

中國石化5075萬噸催化加工量中,採用mip技術的為2785萬噸,比例為55%,mip催化柴油約有682萬噸/年,常規催化柴油561萬噸/年。與常規催化柴油相比,mip催化柴油的質量變得更差,十六烷值降低4個單位,其芳烴含量和密度進一步增加,見表2。

表2: 催化柴油的性質

資料摘自2008煉油事業部裝置資料集

催化裂化柴油主要用於以下三個方面。第一是加氫後作為普通柴油的調合組份,這種用途目前最為廣泛。第二是用於船舶燃料生產,需求量相對較小,市場流動性強,主要集中沿海和沿江地區。

據銷售公司介紹,2023年中石化船舶燃料油每個月配置為10萬噸,可消耗100萬噸/年左右的催化柴油。第三作為工業燃料銷售,用於陶瓷廠或者發電廠,每個月需求量只有幾萬噸,主要集中於廣東和浙江兩省,消耗量低於100萬噸/年。據此分析,85%或更多的催化柴油用於普通柴油的生產。

2023年6月全國實施車用柴油國ⅲ標準,要求硫含量≯350ppm,十六烷值≮49,市場**比例>45%。目前我國除少數城市外都執行普通輕柴油標準,十六烷值≮45,加工環烷基**的企業,柴油十六烷值可以≮40。柴油質量公升級十六烷值增幅較大,對不同煉油企業影響不一樣。

⑴大型煉油企業由於直餾、焦化柴油及加氫裂化柴油比例較高,催化柴油比例較低,滿足車用柴油生產要求的十六烷值問題不大,主要是需解決硫含量的問題。如金陵石化,催化柴油全部參與柴油調合的情況下,其國ⅲ車用柴油高達75%以上。

⑵以加工環烷基**為主的中型煉油廠,目前全廠柴油十六烷值平均為43左右,如表3。要實現柴油質量公升級的目標,十六烷值短缺嚴重。主要原因有兩方面:

一方面直餾柴油的十六烷值較低,另一方面是由於沒有加氫裂化裝置,vgo和cgo全部由催化裂化加工,催化柴油的比例高達1/3。

表3 部分企業目前柴油的平均十六烷值

表中資料為柴油質量公升級專案中企業上報資料,其中①武漢為**資料

⑶小型煉油廠催化柴油數量少,按照目前方式安排生產輕柴油。

根據以上分析,催化柴油除少量作為其他用途外,主要還是用於柴油調合,由於十六烷值偏低,必須對其進行改質。為此,撫順石油化工研究院開發了mci和d2g兩種催化柴油改質技術,這兩項技術不同於傳統的柴油加氫精製(十六烷值增加2~3單位),可將催化柴油十六烷值從15提高到40以上(實驗資料),基本解決催化柴油的出路問題。

催化柴油mci改質技術,反應壓力為120kg/cm2,氫耗為4.22%,反應溫度為375℃,其脫硫率達到99.9%以上,加氫後柴油的硫含量小於10ppm,柴油十六烷值可從15提高到41.

5,收率達到92.32%,各種產品收率資料和石腦油性質資料分別見表4、表5。

mci工藝技術特點:實現了芳烴加氫飽和且開環反應,基本不發生裂化發應,石腦油收率僅為8.68%,其芳烴潛含量78.

87%,環烷烴含量較高,研究法辛烷值小於70,可作為優質的重整原料。

表4: 產品收率及氫耗

表5: 石腦油餾分主要性質

催化柴油d2g改質技術,反應壓力為80kg/cm2,氫耗為3.48%,一反溫度為376℃,二反溫度為415℃,其脫硫率達到99.9%以上,柴油收率為35.

95%,硫含量小於10ppm,十六烷值從15提高到45;其石腦油收率為53.74%,ron為92.4,mon為82.

4,芳烴含量為53.74;各種產品收率資料和石腦油性質資料分別見表4、表5。

d2g技術特點:將富含芳烴的催化柴油部分轉變為高芳烴含量的石腦油,反應後的柴油餾分基本滿足普通柴油的要求;該技術控制了芳烴飽和的深度,使稠環芳烴適度加氫飽和,且裂化為富含芳烴的石腦油,既可作為芳烴抽提的原料,也可直接參與商品汽油的調合。

為比較兩種技術路線的投資收益,以九江分公司加工流程為例,進行兩種技術路線的對比分析。

測算的基本條件:加工儀長管線油,其油種及調合比例為勝利混合油:罕戈:

科山基傑諾=6:2:1:

1;加工量按照460萬噸/年考慮;汽柴油按照國ⅲ質量標準進行生產,採用布倫特基準**80美元/桶時的**體系。

基礎方案:與生產現狀相似,全部生產普通柴油。

方案一:對催化柴油實施mci技術,新建一套60萬噸120kg/cm2壓力的加氫裝置,預估投資為3億元。改質產生少量的高芳潛石腦油,優先考慮進重整裝置;生產部分國ⅲ車用柴油。

方案二:對催化柴油實施d2g技術,新建一套60萬噸80kg/cm2壓力的加氫裝置,同時增加25萬噸的抽提裝置,預估投資為4億元。富含芳烴的改質石腦油既可參加汽油調合,也可直接作為抽提原料;生產部分國ⅲ車用柴油。

基礎方案:氫氣無外購;生產汽油約為85.97萬噸,普通柴油約為181.15萬噸,柴油十六烷值為40.2,催化柴油全部參與柴油調合。

方案一:外購氫氣1.47萬噸;生產汽油86.

02萬噸,產量基本與基礎方案相同;51萬噸催化柴油全部經mci技術改質,十六烷值有較大幅度提高,生產普通柴油123.80萬噸,十六烷值為40.2,國ⅲ柴油54.

22萬噸,十六烷值為49.2,柴油總量178.02萬噸,比基礎方案減少3.

13萬噸。

方案二:外購氫氣1.18萬噸;生產汽油92.

75萬噸,數量相對於基礎方案增加了6.79萬噸;增產三苯12.60萬噸;生產普通柴油90.

38萬噸,十六烷值40.20,國ⅲ柴油58.88萬噸,十六烷值為49.

2,柴油總量149.27萬噸,比基礎方案減少了31.88萬噸。

各方案彙總見表6。

表6原料及產品產量表萬噸

基礎方案:由於加工**性質差,直餾柴油的十六烷值低,催化柴油的比例高,柴油餾分全部用於普通柴油生產時,其十六烷值剛剛達到40.2的限定指標,十六烷值是柴油生產的制約因素。

方案一:催化柴油全部經過mci技術改質,十六烷值提高至41.5,柴油收率為92.

32%,改質後的柴油滿足普通柴油的要求;焦化柴油加氫後可全部用於生產車柴,車柴產量為54.22萬噸,普通柴油的產量為123.80萬噸,十六烷值為40.

2。方案二:催化柴油全部經過d2g技術改質,將十六烷值提高至45,柴油收率僅為35.95%,大部分轉化石腦油餾分,改質後的柴油滿足普通柴油的要求;焦化柴油加氫後可全部用於生產車柴,車柴產量為58.

88萬噸,普通柴油的產量為90.38萬噸,十六烷值為40.2。

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