石油煉制與化工2004年11月PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS第35卷第11期蠟裂解制α-烯烴裝置技術改造陳新德,許蘭香,尚延華(撫順石化一廠,113008)摘要撫順石化一廠對蠟裂解裝置進行改造。通過工業(yè)試運行證明,以58號半煉石蠟為原料在高溫、短停留時間、低烴分壓的工藝條件下,α烯烴產品質量大幅度提高,液烯中正構a烯烴含量由原來的44.66%提高到80.2%,總烯含量由86.6%提高到93.2%,顏色也由黃色改善為淺黃色液烯產品收率大幅度提高,由41%提高到61%,產品質量可以滿足精細化工產品原料的需要。關鍵詞:蠟裂解a烯烴技術改造前言總烯烴的含量略有增加,而α烯烴有明顯的提高撫順石化一廠蠟裂解裝置于1970年6月建成芳烴、烷烴和雙烯烴含量隨裂解溫度的升高而下投產,設計加工能力為30kt/a,經過多次技術改造降。所以提高裂解溫度,有利于提高一次反應對二后加工能力為75kt/a。2001年以前,該裝置主要反應的相對速度,因此可以提高液烯的產率及質是以軟蠟為原料,生產的a烯烴主要用來生產軍量。當反應溫度高于600℃時,生焦量增加,雖然用8號、20號航空潤滑油。由于裂解工藝落后,裂原料的轉化率增加,但氣體收率增加,液烯產品的解原料含油量高(為30%左右),S、N雜質含量較產率大大下降,而且對反應器爐管材質要求較高,高,生產的α烯烴產品質量較差,液烯中α烯烴含增加一次投資。量較低僅為40%~50%,S、N雜質含量較高,產2.2停留時間品顏色較差,且有異味,難以滿足精細化工產品的如果裂解原料在反應區(qū)停留時間太短,而反應需要;液烯收率較低,僅為41%,綜合經濟效益較區(qū)溫度又不夠高,大部分原料還來不及反應就離開差。裝置每年大部分時間是閑置的。為適合精細了反應區(qū),原料的轉化率較低;延長停留時間,雖然化工對a烯烴的質量要求,提高裝置綜合經濟效原料的轉化率升高,但會造成二次反應和成炭生焦益,對蠟裂解工藝及下游產品綜合利用進行了研機會增多,使液烯產率下降。為此,蠟裂解必須創(chuàng)究造一個高溫、快速、急冷的反應條件,保證原料蠟迅2烯烴的產率及質量與工藝參數的關系速上升到反應溫度,經過短時間的高溫反應后,迅工業(yè)上的蠟裂解都是在高溫下進行。在高溫速離開反應區(qū),又很快地使裂解氣急冷降溫,以終下,蠟裂解伴生的副反應,使烯烴繼續(xù)反應生成炔止反應。當裂解溫度為580℃、水蠟質量比為烴、二烯烴、芳烴和焦炭等,影響烯烴產品質量和收0.15、烴分壓為0.02MPa時,改變停留時間,得到率。產物的二次反應不但能降低烯烴的產率、增加不同轉化率和產品組成的結果(見圖2)。隨著轉原料的消耗,而且焦炭的生成也會造成反應器等設化率的增加,液烯中烷烴含量降低,而芳烴含量提備的管道阻力增大,傳熱效果下降,甚至造成通道高。當轉化率在30%左右時液烯中的總烯烴和堵塞,影響生產周期,降低設備處理能力。α烯烴含量最高。轉化率小于40%時,液烯與裂解2.1操作溫度當單程轉化率在30%左右、水蠟質量比為收稿日期:2004-01-14;修改稿收到日期:200404200.15、壓力為0.20MPa時白蠟裂解的結果見圖1中國煤化工,194年業(yè)于大從圖1可以看出,蠟裂解最適宜裂解溫度一般在H2項,獲中國石化科技CNMHG項目“蠟裂解制矯550~600℃之間。當溫度低于550℃時,烯烴的烴綜合利用工業(yè)化技術研究”負責人撫順石化一廠副總工程產率較低。隨著裂解溫度的升高,液烯溴價增加石油煉制與化工2004年第35卷30氣中添加惰性稀釋劑水蒸氣的辦法,使原料蠟的分l15壓下降,從而達到減壓操作的目的。裂解溫度為580℃、轉化率為30%左右、改變蘭車水蠟質量比和烴分壓,得到不同烴分壓與液烯質量95的關系(如圖3)。隨著烴分壓增加所產液烯中a烯烴質量分數明顯減少,烷烴和芳烴質量分數增加,液烯質量略有下降。當烴分壓在0.02~0.04MPa時,液烯與裂解氣質量比值略有增加。80500520540560580600反應溫度/℃求→3幅0020040.060.080.100.120.14烴分壓MPa10000520540560580600圖1反應溫度與液烯質量關系●-烯烴;×一芳烴;O一烷烴;▲-α烯烴0020040060080.00.120.14烴分壓MP圖3不同烴分壓與液烯質量關系●-烯烴;X一芳烴;○一烷烴;▲一a烯烴24液烯質量、收率與蠟中油含量的關系液烯質量及收率與蠟中油含量的關系見圖4。由圖4看出,蠟中油質量分數越小,液烯的總烯含量和收率就愈高。因此,要想生產出收率高的優(yōu)質液烯就必須使用優(yōu)質原料蠟轉化率,%此外,蠟的初餾點要高于液烯的終餾點,蠟的圖2不同轉化率和產品組成關系餾程愈窄愈好,終餾點低的蠟裂解生產的液烯質量●一烯烴;x一芳烴;O一烷烴;▲a烯烴好V中國煤化工氣的質量比值基本不變CNMHG2.3原料蠟的分壓a需殮是狂局溫、低壓、短停留時蠟裂解一般不采用直接減壓法,而采用在裂解間的工藝條件下,采用急冷方式終止反應,撫順石第11期陳新德等.蠟裂解制α烯烴裝置技術改造油化工研究院對軟蠟裂解工藝條件進行過研究,其從表1中可以看出以軟蠟為原料時,最佳的裂解溫不同裂解深度對收率及其產品質量的影響見表1。度是570℃,最佳裂解停留時間為4s表1裂解深度對產品質量的影響單程平均烯烴平均烯烴芳烴十烷烴,%溫度/℃時間/s收率,%總收率,%含量,%91.9213.586.2110.4843.993.175.897.60規(guī)模為50kt/a,軟蠟與半煉蠟的質量見表2。由表2可以看出:軟蠟的硫含量、氮含量和油含量較高,半煉蠟均較低表2原料蠟性質軟蠟58號半煉蠟a(N)/水含量,%無無殘?zhí)?%油含量,%32.405101520253035初餾點石蠟中油含量,%圖4液烯質量、收率與蠟中油含量的關系●—烯烴含量;O一液烯收率蠟裂解裝置改造及試運以軟蠟與半煉蠟為原料進行工業(yè)生產的a烯撫順石化公司石化一廠為開發(fā)適合精細化工烴產品質量及物料平衡見表3、表4產品的α-烯烴原料,提高整個裝置的綜合經濟效表3烯烴性質益。2001年撫順石化一廠完成了中油集團公司科輕烯烴重烯烴研課題“蠟裂解制α烯烴綜合利用”小試技術研軟蠟半煉蠟軟蠟半煉蠟究。2001年6月通過了集團公司的驗收,同時“蠟密度/gcm30.75810.73240.8150.7864裂解制a烯烴綜合利用工業(yè)化技術開發(fā)”科研項外觀黃淺黃色黃淺黃色目也通過了集團公司的論證。2002年撫順石化a(硫)/μg·g-1廠配合軍用油生產任務,并完成科研專項合同中的氯)pgg1各項試驗,對原蠟裂解裝置進行技術改造以完成蠟水,%痕跡痕跡痕跡痕跡裂解制a烯烴工業(yè)化試驗微量水/pg本次技術改造是在裂解小試的基礎上進行的,相對分子質量優(yōu)化了裂解工藝條件,采用高溫、短停留時間、低烴溴價/gBr?·(100g)114.0111.8652.377.75分壓的工藝條件,同時也優(yōu)化了裂解原料,采用58餾程/℃號半煉蠟。改造的主要內容是:裂解爐進料由三路中國煤化工改為六路,從而縮短原料蠟在爐內停留時間,采用STYHaCNMHG二次注汽工藝,降低體系內原料蠟的分壓;采用新型急冷器,急冷油改循環(huán)蠟。改造后蠟裂解裝置的由表3、表4可知:蠟裂解裝置經過技術改造石油煉制與化工2004年第35卷后,α烯烴產品質量大幅度提高,液烯中正構α烯蠟裂解裝置經過技術改造運行160天后,停工烴含量由原來的44.6%提高到80.2%,總烯含量檢修期間,對裝置的結焦情況進行觀察,爐管壁結由86.6%提高到93.2%,正構烷烴含量由7.02%焦厚度0~1mm,閃蒸塔餾出線結焦厚度2~3下降到5.01%,烯烴中雜質S、N含量下降到mm。在本次工業(yè)試運行前,生產一個周期即901μg/g以下,顏色也由黃色改善為淺黃色;液烯產天后,爐管結焦厚度20~30mm,閃蒸塔餾出線結品收率大幅度提高,由41%提高到61%。整個裝焦厚度50~100mm。所以蠟裂解裝置經過優(yōu)化置綜合經濟效益大幅度提高裂解工藝、優(yōu)化裂解原料后可以明顯減少裝置結表4物料平衡及產品質量焦,延長裝置運轉周期,降低成本。半煉蠟軟蠟產品分布,%蠟裂解最適宜裂解溫度在550~600℃之間。裂解氣在一定的反應溫度下,都有其最適宜的停留時間降低體系內原料蠟的分壓,有助于提高產品的質量和收率。原料蠟的含油量越小,液烯的質量和收率產品質量,%就愈高正構a烯烴含量80.2044.66蠟裂解裝置經過技術改造后,采用58號半煉總烯含量93.2蠟作為原料,a烯烴產品質量大幅度提高,液烯中正構烷烴含量正構a烯烴含量由原來的44.66%提高到80.2%;族組成,%總烯含量由86.6%提高到93.2%;正構烷烴含量芳香烴1.15.7由7.02%下降到5.01%;烯烴中雜質S、N含量飽和烴下降到1gg/g以下;顏色也由黃色改善為淺黃色93.286.6液烯產品收率大幅度提高,由41%提高到61%。注:液烯是輕烯烴和重烯烴的總和產品質量可以滿足精細化工產品原料的需要。TECHNICAL TRANSFORM OF WAX CRACKINGUNIT FOR M-OLEFINFushun No, I Petrochemical Factory, Fushun 113008)Abstract The wax cracking unit in Fushun No. 1 Petrochemical Factory was technicallytransformed. The industrial trial showed that under the conditions of high temperature, short residencetime and low hydrocarbon partial pressure with 58# half-refined wax as feedstock, the liquid olefinproduct yield increased from 41% to 61% the quality of olefin product was improved, which a-olefircontent in liquid olefin raised from original 40. 66% to 80. 2%, and total olefin content increased from86.6% to 93. 2%, with a color changed from yellow to light yellow. The product quality met theKey Words: wax cracking; olefin; technical transform中國煤化工CNMHG