FDFCC工艺解析.ppt
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1、灵活多效催化裂化灵活多效催化裂化(FDFCC)(FDFCC)工艺工艺n灵活多效催化裂化工艺开发背景灵活多效催化裂化工艺开发背景n灵活多效催化裂化工艺技术原理灵活多效催化裂化工艺技术原理n灵活多效催化裂化工艺基本流程灵活多效催化裂化工艺基本流程n灵活多效催化裂化工艺工业应用灵活多效催化裂化工艺工业应用nFDFCCFDFCC工艺普遍关心的问题工艺普遍关心的问题灵活多效催化裂化工艺开发背景灵活多效催化裂化工艺开发背景n随着环保法规的日益严格,对车用汽油的质量也提出了越来越高的要求。n新车用汽油标准要求: 烯烃含量小于35v%;n20052005年在京、沪、穗三大城市实行相年在京、沪、穗三大城市实行相
2、当于欧洲当于欧洲IIIIII排放标准的车用汽油排放标准的车用汽油 烯烃含量小于18v我国汽油调和组分构成情况我国汽油调和组分构成情况0.5%13.0%2.3%FC C80.4%3.8%FCC烷烷基基化化重重整整M TBE直直馏馏降低催化汽油烯烃的措施降低催化汽油烯烃的措施 降烯烃工艺技术、催化剂或助剂n降烯烃幅度有限,一般在10个百分点左右;n对催化裂化产品分布有影响;n影响汽油的辛烷值;FDFCC工艺目标 大幅度大幅度降低催化汽油烯烃含量降低催化汽油烯烃含量 (不降低辛烷值)(不降低辛烷值) 多产丙烯和多产丙烯和LPG 提高催化装置柴汽比提高催化装置柴汽比 (不损害柴油质量)(不损害柴油质量
3、) 降低催化汽油硫含量降低催化汽油硫含量FDFCCFDFCC工艺开发过程工艺开发过程n19981998年至年至20012001年,洛阳石化工程公年,洛阳石化工程公司和长岭分公司合作,开展了灵活司和长岭分公司合作,开展了灵活多多效催化裂化工艺技术中试研究效催化裂化工艺技术中试研究n20012001年年1111月通过了集团公司技术开月通过了集团公司技术开发部组织的中试技术评议,并建议发部组织的中试技术评议,并建议尽快进行工业试验;尽快进行工业试验; FDFCCFDFCC工艺开发过程工艺开发过程n20022002年年3 35 5月,在清江石化月,在清江石化1212万吨万吨/ /年的双年的双提升管催化
4、裂化装置上进行了提升管催化裂化装置上进行了FDFCCFDFCC工艺工工艺工业试验业试验n20032003年年5 5月对长岭分公司月对长岭分公司105105万吨万吨/ /年重年重油催化裂化装置进行了工艺改油催化裂化装置进行了工艺改造造n中国石油大庆炼化分公司采用中国石油大庆炼化分公司采用FDFCCFDFCC工艺技工艺技术对术对6060万吨万吨/ /年重油催化裂化装置扩能改造年重油催化裂化装置扩能改造为为100100万吨万吨/ /年年灵活多效催化裂化灵活多效催化裂化(FDFCC) 工艺技术原理工艺技术原理充分发挥二次反应的作用充分发挥二次反应的作用汽油改质过程的主要反应类型汽油改质过程的主要反应类
5、型(1)烯烃分子裂化反应)烯烃分子裂化反应 (2)氢转移反应)氢转移反应(3) 芳构化反应芳构化反应 (4) 异构化反应异构化反应(5) 烷基化、叠合反应烷基化、叠合反应 (6) 烷烃裂化反应烷烃裂化反应(7) 热裂化反应热裂化反应 (8)环烷环开环反应)环烷环开环反应(9)缩合、脱氢生焦反应)缩合、脱氢生焦反应 (10) 硫化物转化反应硫化物转化反应催化汽油理想改质条件催化汽油理想改质条件n较高的平衡剂活性或剂油比: 促进双分子的氢转移和烷基化反应 提高催化裂化与热裂化的比例n适当的汽油改质温度: 化学热力学 反应动力学化学热力学化学热力学催化裂化和热裂化反应是吸热反应催化裂化和热裂化反应是
6、吸热反应氢转移、异构化、烯烃芳构化和烷氢转移、异构化、烯烃芳构化和烷基化反应是放热反应。基化反应是放热反应。提高反应温度对裂化反应有利,对提高反应温度对裂化反应有利,对氢转移、异构化、烯烃芳构化和氢转移、异构化、烯烃芳构化和烷基化等反应不利烷基化等反应不利反应动力学从反应动力学角度看,缩合生焦、热裂从反应动力学角度看,缩合生焦、热裂化等非理想反应属于非催化反应,它化等非理想反应属于非催化反应,它们的活化能比理想反应大,升高温度们的活化能比理想反应大,升高温度对这类反应更有利,会造成理想产物对这类反应更有利,会造成理想产物选择性下降的不利结果。选择性下降的不利结果。n因此,单纯从降低汽油烯烃考因
7、此,单纯从降低汽油烯烃考虑,改质温度不宜过高虑,改质温度不宜过高现有汽油改质工艺的特点现有汽油改质工艺的特点在提升管上游改质模式优点:催化剂活性高、剂油比大 降烯烃效果明显缺点:温度太高,热裂化反应比例较大 汽油改质比例有限 影响重油催化现有汽油改质工艺的特点现有汽油改质工艺的特点在提升管下游改质模式优点:反应时间充分 反应温度适中缺点:催化剂活性低,不利于双分子二次反应 在汽油改质的同时,柴油也进一步发生 二次反应,影响柴油质量 汽油改质温度不能灵活调节FDFCCFDFCC工艺特点工艺特点n增设一根汽油增设一根汽油提升管提升管,为汽油为汽油的的理想二次反应理想二次反应提供独立的改质空间,反应
8、条件可以灵活调节。提供独立的改质空间,反应条件可以灵活调节。n充分利用高活性状态的催化剂充分利用高活性状态的催化剂对汽油进行改质对汽油进行改质,提高催化裂化与热裂化的比例。提高催化裂化与热裂化的比例。剂油比剂油比n可以优化重油管反的操作,对催化柴油质量无可以优化重油管反的操作,对催化柴油质量无不良影响。不良影响。n避免了汽油改质与重油裂化的相互影响。避免了汽油改质与重油裂化的相互影响。灵活多效催化裂化工艺灵活多效催化裂化工艺基本流程基本流程单分馏塔全馏分汽油改质n改质流程特点:n双提升管n单分馏塔n全馏分汽油n适合于中等烯烃含量的汽油改质n缺点:n部分汽油循环改质单分馏塔全馏分汽油改质工艺流程
9、单分馏塔全馏分汽油改质工艺流程双分馏塔全馏分汽油改质n改质流程特点:n双提升管n增设一汽油分馏塔n全馏分汽油改质n汽油提升管单独设立沉降器n改质效率高,适合于高烯烃含量的汽油改质n可生产符合欧标准的汽油产品n缺点:n增加汽油分馏塔投资双分馏塔全馏分汽油改质工艺流程双分馏塔全馏分汽油改质工艺流程模拟双分馏塔流程模拟双分馏塔流程n改质流程特点:n双提升管n模拟双分馏塔n全馏分汽油改质n改质效率高,无需增加汽油分馏塔投资n适合于高烯烃含量的汽油改质模拟双分馏塔流程模拟双分馏塔流程单(双)分馏塔轻质汽油改质流程单(双)分馏塔轻质汽油改质流程n轻质汽油改质流程特点n双提升管n单(双)分馏塔n轻质汽油改质
10、,单独设立沉降器n汽油改质效率高,汽油处理量较小n适合于高烯烃含量的汽油改质单(双)分馏塔轻质汽油改质流程单(双)分馏塔轻质汽油改质流程单分馏塔单沉降器轻汽油改质流程单分馏塔单沉降器轻汽油改质流程FDFCC操作方案n低温方案烯烃可降至低温方案烯烃可降至18以下以下n高温方案烯烃可降至高温方案烯烃可降至18以下以下 丙烯增产丙烯增产46n化工方案轻汽油最大量增产丙烯化工方案轻汽油最大量增产丙烯 重汽油加氢作重整原料重汽油加氢作重整原料 碳四回炼:丙烯产率20灵活多效催化裂化工艺灵活多效催化裂化工艺工业试验工业试验清江石化清江石化清江清江FDFCCFDFCC工业试验方案工业试验方案n模拟双分馏塔方
11、案模拟双分馏塔方案A 以另一套以另一套5050万吨万吨/ /年年重油催化裂化装置生产重油催化裂化装置生产的催化粗汽油的催化粗汽油(外供汽油外供汽油)作为作为1212万吨万吨/ /年年FDFCC装置装置汽油改质提升管反应器的原料汽油改质提升管反应器的原料n单分馏塔方案单分馏塔方案B 以以1212万吨万吨/ /年年FDFCC装置自产的催化粗汽装置自产的催化粗汽油作为汽油改质提升管反应器的原料油作为汽油改质提升管反应器的原料FDFCC工业试验原料油性质n试验方案试验方案 A B n重油原料重油原料 n 密度密度,20, kg/m3 900.2 919.3n 粘度粘度,100, mm2/s 10.74
12、 24.57n 硫含量硫含量, g/g 3206 3128 n 残炭值残炭值, % 3.52 7.05n 饱和烃饱和烃, % 60.7 50.2 n 芳香烃芳香烃, % 22.4 28.2n 胶质沥青质胶质沥青质,% 16.9 21.6 汽油管反改质产品分布汽油管反改质产品分布(%)n反应温度反应温度, 400 450 500 550 600 n剂油比剂油比 5.8 7.2 9.4 13.5 17.6n干干 气气 1.67 3.25 3.90 5.42 6.78n液化气液化气 5.32 11.89 13.96 19.73 28.57n 其中丙烯其中丙烯 2.74 6.10 7.16 10.12
13、 14.65n汽汽 油油 89.40 78.89 74.95 66.85 53.10 n柴柴 油油 2.14 3.58 4.65 5.16 8.48n焦焦 炭炭 1.28 2.17 2.27 2.64 2.86n损损 失失 0.19 0.22 0.27 0.20 0.21 n合合 计计 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 汽油改质前后的主要性质汽油改质前后的主要性质n项 目 重催粗汽油 改质粗汽油n反应温度反应温度 450 500 550n剂油比剂油比 7.2 9.4 13.5n密度密度,20, kg/m3 708.4 719.3 728.9 737.2n硫含量硫含量,
14、 g/g 380 311 300 286n烯烯 烃烃, V% 44.5 17.3 13.7 11.5n芳香烃芳香烃, V% 13.8 27.9 30.0 32.5n饱和烃饱和烃, V% 41.7 54.8 56.3 56.0nRON 90.6 91.8 92.7 92.9nMON 80.9 81.6 82.0 82.3FDFCCFDFCC工艺产品分布工艺产品分布n工艺方案工艺方案 RFCC FDFCC n重油管温度重油管温度, 505 505n汽油管温度汽油管温度, 400 400 550 550n汽油改质率汽油改质率,% 0 50 100 50 100n 干气损失干气损失 4.25 4.61
15、 4.97 5.41 6.58n 液化气液化气 17.72 18.87 20.01 21.97 26.21n 其中丙烯其中丙烯 6.81 7.40 7.99 8.99 11.16n 汽汽 油油 43.02 40.78 38.54 35.93 28.85n 柴柴 油油 24.48 24.94 25.40 25.59 26.70n 油油 浆浆 1.31 1.31 1.31 1.31 1.31n 焦焦 炭炭 9.22 9. 49 9.77 9.79 10.36n柴汽比柴汽比 0.57 0.61 0.66 0.71 0.93液化气组成液化气组成n工艺方案工艺方案 RFCC FDFCC n重油管温度重油
16、管温度, 505 505n汽油管温度汽油管温度, 450 500 550 600n汽油改质率汽油改质率,% 0 100 100 100 100n LPG产率产率,% 17.72 22.84 23.73 26.21 30.01n 丙丙 烯烯 44.67 57.79 56.83 57.31 57.05n 丙丙 烷烷 10.13 8.74 9.45 10.42 10.24n 丁丁 烯烯 29.55 26.27 25.56 23.70 25.45 n 丁丁 烷烷 15.65 7.20 8.16 8.57 7.26n 合合 计计 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0混合粗汽油主要性
17、质n工艺方案工艺方案 RFCC FDFCCn重油管反温度重油管反温度, 505 505n汽油管反温度汽油管反温度, 400 450 500 550 600n汽油改质率汽油改质率,% 0 50 50 50 50 50 n密度密度,20, k g/m3 708.4 710.7 713.2 712.1 719.9 722.3n硫含量硫含量, g/g 380 356 350 350 342 346n烯烯 烃烃, V% 44.5 33.7 32.5 31.3 31.2 32.5n芳香烃芳香烃, V% 13.8 18.0 20.0 20.8 21.3 22.0n饱和烃饱和烃, V% 41.7 48.3 4
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