MCP工藝對降低柴汽比的貢獻分析

1、    mcp工藝對降低柴汽比的貢獻分析    宋志剛摘 要： mcp工藝以多產(chǎn)低碳烯烴為工藝目標(biāo)，為燃料型煉廠向化工型轉(zhuǎn)變而開發(fā)，而mcp為強化裂解反應(yīng)，采用了高的反應(yīng)苛刻度、短反應(yīng)時間，加之富含z型分子催化劑的使用，為降低催化柴油的產(chǎn)率提供了合理的反應(yīng)條件，mcp既降低了柴油的產(chǎn)率，也改善了柴油質(zhì)量。關(guān)鍵詞： fcc；柴汽比；反應(yīng)時間；劑油比；轉(zhuǎn)化深度；z型分子篩1 前言中國自2000年以來，汽柴油消費呈快速增長態(tài)勢，其中柴油消費以年均8.3%的速度增長，汽油以8.76%的速度增長，消費柴汽比2005年達到最高點2.26，預(yù)計2030年回落到1.0左

2、右，柴汽比的下降，會導(dǎo)致柴油產(chǎn)能過剩。1隨著中國煉油產(chǎn)能的進一步擴張，于2014年柴油產(chǎn)能已超出消費峰值，柴油呈過剩姿態(tài)，如何經(jīng)濟、高效的處理催化柴油、降低柴汽比已成為煉化企業(yè)“十三五”期間面臨的主要問題。mcp裝置是由中國石油化工開的新型流化催化裂解技術(shù)，以多產(chǎn)化工原料為目的，改善產(chǎn)品分布，于2011年在揚州石化首次應(yīng)用，開工后低碳烯烴產(chǎn)率在22%以上，其中丙烯收率達16.5%，mcp工藝榮獲了中石化科技進步獎。mcp裝置在增產(chǎn)低碳烯烴的同時，大幅降低了柴油產(chǎn)率，揚州石化柴汽比在行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，也為行業(yè)內(nèi)降低柴汽比作了啟示。mcp以最大限度生產(chǎn)化工原料、減少燃料油產(chǎn)率為目的，工藝集成了多項新技術(shù)

3、：提升管與床層組合反應(yīng)器技術(shù)，分級進料技術(shù)；c4餾分和裂解汽油輕組分循環(huán)裂化技術(shù)；抑制丙烯再轉(zhuǎn)化的快速分離技術(shù)；烴分壓梯度遞減的逐級注汽技術(shù)；采用omt專用催化劑，目前mcp裝置柴汽比、液化氣產(chǎn)率、丙烯收率均在行業(yè)內(nèi)名列前茅，走在了煉廠由煉油型向化工型轉(zhuǎn)變的前列。2不同fcc工藝產(chǎn)品分布流化催化裂化（fcc）工藝在煉化企業(yè)中一直占著重要的地位，為國民經(jīng)濟發(fā)展提供燃料動力和基礎(chǔ)化工原料，隨著市場需求變化和產(chǎn)品質(zhì)量的升級，fcc工藝也在不斷發(fā)展，國內(nèi)目前有fcc、rfcc、fdfcc、mip、mip-cgp、dcc、mcp，隨著柴油市場的飽和，到2020年汽油市場也將趨于飽和，各煉廠正由燃料型向化

4、工型轉(zhuǎn)變，mcp技術(shù)應(yīng)運而生，以下將中石化運行質(zhì)態(tài)相對較高，具有一定代表性的工藝類型的裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行比較，由于數(shù)據(jù)受限，未列舉fdfcc和dcc運行數(shù)據(jù)。從表2中可以看出，在原料性質(zhì)上，原料 h含量均在12%以上，具有較好的裂化性能，其中yz的h含量偏高，結(jié)合密度看，yz的原料特性參數(shù)k值要高于其它三套裝置，但由于yz的催化進料為全常渣，殘?zhí)枷鄬^高，綜合以上，幾套裝置的原料裂化性質(zhì)相近，以上裝置的不同工藝柴油產(chǎn)率具有可比性。從表1中可以看出，yz的mcp工藝催化柴油產(chǎn)率最低，相同原料的情況下，mcp工藝較argg工藝柴油產(chǎn)率仍下降明顯。3 柴油組分分析fcc柴油餾分（lco）餾程范圍為20

5、0350，其中烴類能成包括烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。烷烴主要類型有正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴。柴油中除了含有較長側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴和單環(huán)芳烴，還有雙環(huán)以及三環(huán)的多環(huán)環(huán)烷烴和多環(huán)芳烴。2輕循環(huán)油（lco）在我國一直作為商品輕柴油的混兌組分，一般與直餾柴油混合使用。輕循環(huán)油是商品輕柴油中質(zhì)量最差的組分，其芳烴含量達到50%以上，甚至高達80%；十六烷值很低，甚至低于20；硫和氮含量隨原料而異，但均偏高。3以下是不同fcc工藝在表1的運行工況下的柴油分析數(shù)據(jù)。從表3中可以mcp工藝的柴油密度最低，氫含量高，凝固點相對最高，從上性質(zhì)可以得出mcp柴油飽和烴、長支鏈的環(huán)烷烴和芳烴含量較高，計算十六烷值高于其它工藝。m

6、cp工藝的柴油密度低、終餾點低，反映出組分中多環(huán)芳烴含量低。綜合以上，mcp工藝不僅柴油產(chǎn)率最低，柴油的質(zhì)量也是最優(yōu)。4 柴油的生成機理在各類fcc工藝中，經(jīng)常用轉(zhuǎn)化深度來評價原料的裂化程度，轉(zhuǎn)化率是柴油為原料進行催化裂化反應(yīng)，在轉(zhuǎn)化率計算時認為柴油是未轉(zhuǎn)化物質(zhì)，但在催化裂化柴油與原料性質(zhì)已發(fā)生本質(zhì)變化，h含量、族組成均已變化，芳烴含量甚至高達80%以上，所以，fcc柴油是反應(yīng)產(chǎn)物，根據(jù)正碳離子反應(yīng)機理，柴油是經(jīng)過大分子的單分子裂化反應(yīng)，然后在經(jīng)過多次的雙分子氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)類型還包含異構(gòu)化、環(huán)化、芳構(gòu)化等。45降低柴汽比因素5.1較高反應(yīng)苛刻度從表1中的操作條件可以看出，mcp工藝的反應(yīng)溫度

7、、劑油比都是最高的，反應(yīng)溫度高出mip工藝近30，mcp工藝的劑耗在2.0kg/常渣左右，平衡劑微反活性控制在75左右，高出常規(guī)fcc平衡劑活性10點以上。較高的苛刻度有利于渣油裂化，裂化反應(yīng)占主導(dǎo)地位，干氣產(chǎn)率在幾種工藝中是最高的，mcp工藝的目標(biāo)是多產(chǎn)低碳烯烴，反應(yīng)產(chǎn)物烯烴含量高，單分子裂化反應(yīng)有效降低了分子相對較高的柴油組分，表1中柴油產(chǎn)率與反應(yīng)苛刻度對應(yīng)關(guān)系相吻合。5.2短停留時間反應(yīng)時間短是mcp工藝重要特點，主提升管反應(yīng)時間僅為2.9s，遠遠低于mip的反應(yīng)時間，較短的反應(yīng)時間避免了反應(yīng)產(chǎn)物在低活性條件下氫轉(zhuǎn)移、環(huán)化、芳構(gòu)化反應(yīng)，有效的抑制了柴油組分生成。flying j煉油廠毫秒

8、催化裂化工藝（mscc）試驗結(jié)果表明：由于油劑時間縮短，使得干氣的選擇性大大改善，且催化劑上焦碳含量下降，從而降低了再生溫度和增加了劑油比，造成轉(zhuǎn)化率得到提高（從60%80%提高到70%85%），特別是汽油選擇性明顯提高（汽油產(chǎn)率增加 13%），液體產(chǎn)品（包括液化氣、汽油和lco）收率增加；此外，其氫氣和氫/甲烷比明顯下降（約25%），對鎳的耐受性增強，并減少了補劑量。而且汽油辛烷和lco十六烷值均有所提高。55.3zsm-5分子篩的引入在表1中列舉的幾種fcc工藝中，argg、mcp、mip-cgp均使用了含zsm-5分子篩，其中argg、mip-cgp以助催化使用，而mcp工藝的專用催化劑

9、（omt-1）z型分子篩含量較高，引入z型分子篩的目的是增加液化產(chǎn)率，型分子篩因其孔道、酸強度高密度低的特性，可以將c5c10的大烯烴通過裂化、歧化反應(yīng)，得到c3c4烯烴，而大分子烯烴也是柴油組分的前身物，可以環(huán)化、氫轉(zhuǎn)移生成芳烴，從表1中可以看出mip-cgp較常規(guī)mip柴油產(chǎn)率下降了3.92個百分點。6結(jié)論mcp工藝以多產(chǎn)低碳烯烴為工藝目標(biāo)，為燃料型煉廠向化工型轉(zhuǎn)變而開發(fā)，而mcp為強化裂解反應(yīng)，采用了高的反應(yīng)苛刻度、短反應(yīng)時間，加之富含z型分子催化劑的使用，為降低催化柴油的產(chǎn)率提供了合理的反應(yīng)條件，mcp既降低了柴油的產(chǎn)率，也改善了柴油質(zhì)量。7結(jié)束語目前國內(nèi)市場柴油嚴重飽和，高的柴油產(chǎn)率直接影響裝置的運行效益，ltag、柴油回?zé)?、fdfcc第二提升管加工加氫柴油等降低柴汽比的技術(shù)相應(yīng)產(chǎn)生，劣質(zhì)化催化柴油較低的氫含量和高芳烴含量給再加工也增加了難度，在不增加設(shè)備投資的情況下，優(yōu)化反應(yīng)條件來降低催化柴油產(chǎn)率，可明顯提高裝置運行效益。參考文獻1盧紅，李振宇，李雪靜，朱慶云 中國石油化工研究院 我國汽柴油消費現(xiàn)狀及中長期預(yù)測 中外能源