石油煉制與化工2013年1月加工工藝PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS第44卷第1期重油催化熱裂解(CPP)制烯烴成套技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用.王大壯'，王鶴洲'，謝朝鋼'，吳雷3(1.沈陽化工集團(tuán)沈陽石蠟化工有限公司，沈陽110141;2.中國石化石油化工科學(xué)研究院; 3. 中國石化工程建設(shè)有限公司)摘要:沈陽化工集團(tuán)沈陽石蠟化工有限公司建設(shè)了世界上首套500kt/a重油催化熱裂解(CPP)制烯烴工業(yè)裝置,于2009年6月建成并投入運(yùn)行。該裝置以石蠟基常壓渣油為原料,以生產(chǎn)乙烯、丙烯等低碳烯烴為主要目的產(chǎn)品,副產(chǎn)高含輕芳烴的裂解石腦油。工業(yè)標(biāo)定結(jié)果表明,以大慶常壓渣油為原料,在兼顧乙烯和丙烯的操作模式下,在反應(yīng)溫度610 C、乙烷/丙烷沒有回?zé)挼臈l件下,乙烯和丙烯產(chǎn)率分別達(dá)到14. 84%和22. 21%, .裂解石腦油中芳烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到82. 46% ,符合設(shè)計目標(biāo)。該裝置的成功運(yùn)轉(zhuǎn)開辟了-條重質(zhì)原料生產(chǎn)低碳烯烴和輕芳烴的新工藝路線,實(shí)現(xiàn)了煉油與化工的一體化。關(guān)鍵詞:常壓渣油催化熱裂解 乙烯丙烯芳烴沈陽化工集團(tuán)沈陽石蠟化工有限公司(簡稱裂解輕油。裂解氣經(jīng)壓縮后進(jìn)入氣體精制和分離沈陽蠟化)為了發(fā)展石油化工,采用中國石化石油系統(tǒng),得到聚合級的乙烯和丙烯產(chǎn)品,乙烷和丙烷化工科學(xué)研究院(簡稱石科院)開發(fā)的催化熱裂解進(jìn)人裂解爐進(jìn)-步裂解生成乙烯和丙烯,C.餾分技術(shù)11-3),建設(shè)了500kt/a重油催化熱裂解(CPP)先醚化生產(chǎn)MTBE、醚后C;進(jìn)人CPP反應(yīng)器進(jìn)--制烯烴工業(yè)示范裝置。該裝置是世界上第一套以步催化熱裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯。裂解石腦油經(jīng)加常壓渣油為原料生產(chǎn)乙烯、丙烯的工業(yè)化裝置,主氫精制處理后進(jìn)行芳烴抽提,得到苯、甲苯、二甲要包括反應(yīng)-再生系統(tǒng)、乙烷/丙烷裂解爐系統(tǒng)、裂苯等化工產(chǎn)品,Cs餾分也可返回CPP反應(yīng)器進(jìn)-解氣精制與分離系統(tǒng)等三部分,于2009年6月建步催化熱裂解生產(chǎn)乙烯和丙烯。從而達(dá)到常壓渣成投產(chǎn),并- -次開車成功，平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),標(biāo)志著以重油直接轉(zhuǎn)化最大量生產(chǎn)乙烯、丙烯、異丁烯等低碳油生產(chǎn)低碳烯烴工藝路線取得開創(chuàng)性進(jìn)展。烯烴以及苯、甲苯、二甲苯等輕芳烴的目的,實(shí)現(xiàn)2010年3月22-25日,對該CPP裝置進(jìn)行了煉油裝置與化工裝置的- -體化。了72h性能考核標(biāo)定。以下詳細(xì)介紹沈陽蠟化2運(yùn)行情況CPP工業(yè)示范裝置的基本概況、裝置運(yùn)行情況以及裝置性能考核結(jié)果。該CPP工業(yè)示范裝置于2009年4月正式交1裝置概況付使用進(jìn)人聯(lián)動試車階段。6月20日開始進(jìn)行CPP反應(yīng)器和再生器襯里烘干及兩器升溫,6月CPP技術(shù)的產(chǎn)品方案靈活,可以通過優(yōu)化操29日全系統(tǒng)投料試車,CPP裝置生產(chǎn)流程全部打作實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)乙烯、兼顧乙烯和丙烯以及多產(chǎn)丙烯通。經(jīng)過調(diào)整操作,7月7日產(chǎn)出合格乙烯、丙烯等多種操作模式。沈陽蠟化CPP工業(yè)示范裝置原和其它產(chǎn)品。2009年8月15 日,乙烷、丙烷產(chǎn)品按多產(chǎn)乙烯方案進(jìn)行工藝包設(shè)計,根據(jù)市場需求停止外送,改進(jìn)裂解爐,同時裂解爐產(chǎn)生的裂解氣并變化及石化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求,最終確定按兼顧乙烯和丙烯操作方案進(jìn)行工藝包調(diào)整和裝置設(shè)收稿日期: 2012-11-28。計,設(shè)計原料為大慶常壓渣油。作者簡介:王大壯(1962-),男，碩士，教授級高級工程師，現(xiàn)沈陽蠟化CPP工業(yè)示范裝置流程示意見任沈陽化工集團(tuán)有限公司總經(jīng)理，沈陽化工集團(tuán)沈陽石蠟化.圖1。常壓渣油原料在反應(yīng)再生系統(tǒng)進(jìn)行催化熱工有限公司董事長，主要從事煉油與化工生產(chǎn)經(jīng)營管理和重大項(xiàng)目開發(fā)工作。裂解反應(yīng)后,反應(yīng)油氣先進(jìn)人到急冷器降溫后再通訊聯(lián)系人:王大壯, E mail; wangdazhuang. bluestar@ chem-進(jìn)到分餾塔.直冷塔,得到裂解氣、裂解石腦油和.china. com.第1期王大壯,等.重油催化熱裂解(CPP)制烯烴成套技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用57◆氫氣氫氣+甲烷變壓吸附H◆燃料氣.乙烷回?zé)抾精制乙烯裂解爐丙烷回?zé)捙cH口聚乙烯裂解氣壓縮機(jī)分丙烯+丙烯酸及酯]反|+ MTBE文油|直充+ MTBE hr→醚后C4常壓渣油，應(yīng)氣↓分冷|再急留塔苯生|冷裂解石腦油系器加氫→甲苯充|裂解輕油精制一→二甲苯| 抽提+ C,芳烴油漿系統(tǒng)●抽余油Cg回?zé)扖,回?zé)拡D1 CPP 工業(yè)示范裝置流程示意人分餾塔,實(shí)現(xiàn)了CPP裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng),乙烷/丙系統(tǒng)主要操作參數(shù)見表1。烷裂解爐系統(tǒng)、裂解氣精制與分離系統(tǒng)全流程運(yùn)行。表1 CPP 裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)主要操作參數(shù)3性能考核結(jié)果項(xiàng)目實(shí)際值新鮮原料進(jìn)料量/(t.h-1)62. 832010年3月22--25日,由沈陽蠟化、石科院反應(yīng)溫度/C10及中國石化工程建沒有限公司三方聯(lián)合對該CPP反應(yīng)壓力/kPa80工業(yè)示范裝置進(jìn)行了72 h性能考核。再生溫度/C303.1裝置負(fù)荷再生壓力/kPa18該CPP裝置設(shè)計負(fù)荷為500kt/a常壓渣油進(jìn)3.3裂解氣精制與分離 系統(tǒng)料,年操作時數(shù)為8000h。性能考核期間裝置加工常壓渣油共4 524.1 t,即平均進(jìn)料量為62. 83裂解氣壓縮機(jī)、丙烯制冷壓縮機(jī)、乙烯制冷壓t/h,裝置負(fù)荷為設(shè)計值的100. 54%,達(dá)到滿負(fù)縮機(jī)經(jīng)過調(diào)試均達(dá)正常運(yùn)行。堿洗塔出口硫化氫、二氧化碳含量均低于5 ug/g,符合設(shè)計要求。荷運(yùn)行。干燥器、脫硫醇和羰基硫反應(yīng)器、乙炔加氫反應(yīng)器3.2 反應(yīng)-再生系統(tǒng)以及其它塔器的運(yùn)行也均符合設(shè)計要求。運(yùn)行期間,CPP裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)各部位催3.4原料油性質(zhì)化劑密度穩(wěn)定,流化正常,生產(chǎn)負(fù)荷從60%提到考核期間的原料油性質(zhì)見表2。由表2可知，100%時控制靈活自如,滿足裝置操作彈性要求。除金屬含量偏高外,其它性質(zhì)和設(shè)計值基本相當(dāng)。在平衡劑中0~40μm細(xì)粉含量在8%~10%的情況下,再生器床層、循環(huán)斜管、待生斜管滑閥前蓄3.5催化劑性質(zhì)壓在259~360 kPa之間,滑閥壓降在17~40 kPa通過大量實(shí)驗(yàn)室研究,石科院開發(fā)研制出了之間,各滑閥開度在35%左右,還有相當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)余CPP工藝專用催化劑CEP-1(SY)[4。該催化劑由量并保持相對穩(wěn)定,催化劑循環(huán)推動力充足,使流中國石化催化劑齊魯分公司生產(chǎn),表3列出了化質(zhì)量得到保證。CEP-1(SY)新鮮催化劑和再生催化劑的主要性考核期間，油氣急冷器頂部氣相溫度為質(zhì)。從表3可以看出,CEP-1(SY)催化劑的物理312 C,油漿返回急冷器的溫度為239 C,油氣急性質(zhì)與常規(guī)催化裂化催化劑相近，且磨損指數(shù)明冷器底部液相抽出溫度為330C,急冷器壓差為顯優(yōu)于常規(guī)裂化催化劑，表明CEP-1(SY)催化劑12 kPa,均達(dá)到了設(shè)計要求。裝置采用燒焦罐加密具有良好的抗磨性能。相床層再生形式，經(jīng)燒焦后,再生催化劑定碳小于由于CPP操作苛刻度明顯高于FCC和DCC,0. 01%,表明再生效果良好。CPP 裝置反應(yīng)再生因此除需要高的乙烯選擇性外,對催化熱裂解催化第1期王大壯,等.重油催化熱裂解(CPP)制烯烴成套技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用59考核期間裂解石腦油分析數(shù)據(jù)見表7。由表7為原料,在兼顧乙烯和丙烯操作模式下,單程操作可見,所產(chǎn)裂解石腦油具有辛烷值高、芳烴含量高時的乙烯和丙烯產(chǎn)率分別達(dá)到14. 84%和的特點(diǎn),總芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到82. 46%,可以進(jìn)-22. 21%,達(dá)到了乙烯對原料產(chǎn)率大于14%、丙烯步化工利用或作為高辛烷值汽油調(diào)合組分。對原料產(chǎn)率大于22%的性能保證指標(biāo)。(3)工業(yè)生產(chǎn)的CEP-1(SY)催化劑經(jīng)過工業(yè)表7裂解石腦油 性質(zhì)表運(yùn)轉(zhuǎn),證明它具有良好的裂化活性、高的低碳烯烴項(xiàng)目數(shù)據(jù)密度(20 C)/(g. cm-3)0.8475產(chǎn)率、抗金屬污染性能、以及優(yōu)良的水熱活性穩(wěn)定二烯值/(g]. (100 g)-1)10.4性和流化輸送性能。澳價(gBr. (100 mL)-1)30. 4(4)該項(xiàng)目開辟了一條以石蠟基常壓渣油為辛烷值(臺架試驗(yàn))原料生產(chǎn)乙烯、丙烯等低碳烯烴規(guī)?；a(chǎn)的新RON103.0工藝路線,對于石蠟基原油加工企業(yè)采用該技術(shù)MON90.2路線發(fā)展乙烯、丙烯及其系列石化產(chǎn)品,具有積極族組成(w),%正構(gòu)烷烴1.51的示范作用。異構(gòu)烷烴2.61 .參考文獻(xiàn)烯烴11. 82環(huán)烷烴1.60[1]謝朝鋼,播仁男.重油催化熱裂解制取乙烯和丙烯的研究芳烴82. 46[J].石油煉制與化工,1994,25(6):30-342]謝朝鋼.催化熱裂解生產(chǎn)乙烯技術(shù)的研究及反應(yīng)機(jī)理的探討4結(jié)論[J].石油煉制與化工2000,31(7):40-44(1)沈陽蠟化建設(shè)的世界上第一套CPP制烯3] 張執(zhí)剛，謝朝鋼.催化熱裂解制取乙烯和丙烯的工藝研究[J].石油煉制與化工,2001.32(5):21-24烴工業(yè)示范裝置試車投產(chǎn)成功,表明CPP工藝成[4]伊紅亮，施至誠,李才英, 等.催化熱裂解工藝專用催化劑熟、技術(shù)可靠。CEP-1的研制開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工, 2002,(2)該項(xiàng)目工業(yè)化結(jié)果表明,以大慶常壓渣油33(3) :38-42COMMERCIAL TRIAL OF CPP COMPLETE TECHNOLOGY FOR PRODUCINGLIGHT OLEFINS FROM HEAVY FEEDSTOCKWang Dazhuang' , Wang Hezhou'，Xie Chaogang2，Wu Leis(1. Shenyang Chemical Group Shenyang Paraffin and Chemical Com pany, Shenyang 110141;2. SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing; 3. SINOPEC Engineering Incor poration)Abstract: The first commercial unit worldwide of heavy feed catalytic pyrolysis process (CPP) wasset up and put into operation in June 2009 at Shenyang Chemical Group Shenyang Paraffin and ChemicalCompany with a capacity of 500 kt/a. This unit is designed for processing paraffinic atmospheric residuefeedstock to obtain main products, ethylene and propylene ，with cracked naphtha having high light aro-matics as by- product. The results of performance test show that using Daqing atmospheric residue feed-stock, under ethylene plus propylene operation mode, at a reaction temperature of 610 C and withoutrecycle of ethane and propane, the yields of ethylene and propylene reach 14. 84% and 22. 21%，respectively; the aromatics mass fraction of cracked naphtha is 82. 46%，which all well meet the design tar-gets. The successful running of this unit opens a novel light olefins and aromatics production route fromheavy feedstock, which is also a good example of refining and petrochemical integration.Key Words: atmospheric residue; catalytic pyrolysis; ethylene; propylene; aromatics