國(guó)內(nèi)FCC工藝進(jìn)展及問題(中國(guó)石油)-20160519-許友好

1、國(guó)內(nèi)FCC工藝進(jìn)展及問題(中國(guó)石油)-20160519-許友好第一頁，共52頁。國(guó)內(nèi)FCC技術(shù)開發(fā)歷程IHCCMIP車用汽油生產(chǎn)途徑面臨問題及討論匯報(bào)內(nèi)容2第二頁，共52頁。我國(guó)50年催化裂化技術(shù)開發(fā)歷程流化床+無定形硅鋁（回?zé)挶雀?，汽油產(chǎn)率低，烯烴高）提升管+分子篩（回?zé)挶鹊?，汽油產(chǎn)率高，烯烴低）外取熱器、高效噴嘴、USY等（回?zé)挶龋彤a(chǎn)率低， 烯烴高）串聯(lián)變徑提升管-MIP（單程，汽油產(chǎn)率高，烯烴低）催化裂化和加氫集成-IHCC，高效利用多環(huán)芳烴，實(shí)現(xiàn)煉油從追求高轉(zhuǎn)化率向高選擇性轉(zhuǎn)變，已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，正推廣應(yīng)用蠟油渣油原料油不斷重質(zhì)化劣質(zhì)渣油10/12/20223第三頁，共52頁。多產(chǎn)輕質(zhì)

2、油的IHCC技術(shù)開發(fā)與工業(yè)試驗(yàn)中文全稱： 多產(chǎn)輕質(zhì)油的FGO選擇性加氫和選擇 性催化裂化集成技術(shù)英文全稱： Integration of FGO Hydrotreating and Highly Selective Catalytic Cracking for Maximizing Liquid Yield (簡(jiǎn)稱 IHCC)兩個(gè)子工藝（1）FGO選擇性加氫（HAR） （2）選擇性催化裂化（HSCC）4第四頁，共52頁。IHCC工藝流程5第五頁，共52頁。目錄開發(fā)目的試驗(yàn)現(xiàn)象創(chuàng)新點(diǎn)應(yīng)用效果結(jié)論與展望6第六頁，共52頁。IHCC技術(shù)開發(fā)目的大幅度降低干氣和焦炭產(chǎn)率，不外甩油漿降低或消滅低附加值產(chǎn)

3、品，原料碳?xì)浞植几雍侠硗卣笷CC工藝功能生產(chǎn)方案切換更加靈活：液化氣+汽油方案、汽油方案（可以不生產(chǎn)輕循環(huán)油）、輕質(zhì)油方案生產(chǎn)重餾分油作加氫處理原料強(qiáng)化煉油技術(shù)的組合，提高煉油技術(shù)的水平深度強(qiáng)化催化裂化技術(shù)與加氫處理技術(shù)協(xié)同和整合發(fā)揮各單元技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使目的產(chǎn)品選擇性處于最佳水平開發(fā)低碳能源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)石油資源高效利用提高原料中碳?xì)溆行Ю寐蚀蠓忍岣咭后w產(chǎn)品產(chǎn)率第七頁，共52頁。試驗(yàn)現(xiàn)象分析 當(dāng)轉(zhuǎn)化率大于一定值后，焦炭產(chǎn)率急劇增加，原料越重，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越低8第八頁，共52頁。試驗(yàn)最佳轉(zhuǎn)化率區(qū)間FCC工藝轉(zhuǎn)化率正常值偏離最佳轉(zhuǎn)化率區(qū)間正好落在最佳轉(zhuǎn)化率區(qū)間第九頁，共52頁。IHCC工藝?yán)砟顚?duì)

4、于劣質(zhì)原料油，轉(zhuǎn)化率與選擇性之間矛盾較大，并隨著原料油變差，矛盾越大，其矛盾原因在于原料中多環(huán)芳烴參與反應(yīng)IHCC工藝?yán)砟罡淖兞薋CC工藝追求高轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)向追求目的產(chǎn)品高選擇性，而帶來的問題就是原料中多環(huán)芳烴未充分轉(zhuǎn)化多環(huán)芳烴主要留在300500餾分油（FGO）中，關(guān)鍵如何加工這部分餾分油第十頁，共52頁。IHCC工藝開發(fā)關(guān)鍵步驟01020304生成FGO分離FGO加氫飽和FGO轉(zhuǎn)化加氫FGOIHCC第十一頁，共52頁。IHCC工藝創(chuàng)新點(diǎn)工藝?yán)砟睿簭淖非蟾咿D(zhuǎn)化率向追求高選擇性轉(zhuǎn)變；反應(yīng)化學(xué)：利用多環(huán)芳烴在反應(yīng)過程中存在的時(shí)空約束， 而不是消除此時(shí)空約束以保留多環(huán)芳烴，以 及多環(huán)芳烴定向加氫以提

5、高氫利用率；工藝流程：從原料油分子結(jié)構(gòu)上強(qiáng)化加氫和催化裂化技 術(shù)的集成，而不是用餾程范圍來劃分加氫和 催化裂化原料；關(guān)鍵技術(shù)： HSCC工藝開發(fā)、HAR工藝開發(fā)、及兩者集 成、專用催化劑開發(fā)、FGO中固含量分析方 法、汽油后處理技術(shù)的開發(fā)關(guān)鍵設(shè)備：新鮮催化劑老化裝置、FGO過濾系統(tǒng)第十二頁，共52頁。IHCC工藝流程競(jìng)爭(zhēng)力原料油的適應(yīng)性好；產(chǎn)品生產(chǎn)方案切換 高度靈活（最大量 汽油、或柴油等）；生產(chǎn)裝置操作彈性強(qiáng)13第十三頁，共52頁。IHCC工業(yè)裝置第十四頁，共52頁。工藝類型FCCFCCIHCCIHCC原料密度)/ (kgm-3)898.8899.0907.3907.3原料殘?zhí)?%5.385

6、.675.455.4標(biāo)定方案多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)汽油產(chǎn)物分布/%干氣3.163.282.722.75油漿4.945.71焦炭10.0010.349.029.25液體產(chǎn)品/%81.1979.8187.3787.08石蠟基常壓渣油標(biāo)定主要結(jié)果應(yīng)用效果多產(chǎn)輕質(zhì)油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加6.18百分點(diǎn)多產(chǎn)汽油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加7.27百分點(diǎn)第十五頁，共52頁。應(yīng)用效果工藝類型FCCIHCCIHCC原料密度)/ (kgm-3)928.6930.6930.6原料殘?zhí)?%5.154.775.06標(biāo)定方案多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油產(chǎn)物分布/%干氣3.562.101.94油漿6.38焦炭

7、9.748.987.69液體產(chǎn)品/%80.0588.6190.09多產(chǎn)汽油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加8.56百分點(diǎn)，且汽油產(chǎn)率超過50%多產(chǎn)輕質(zhì)油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加10.04百分點(diǎn)加氫重油標(biāo)定主要結(jié)果第十六頁，共52頁。應(yīng)用效果原料中的碳?xì)溆行Ю寐使に囶愋虵CCIHCC標(biāo)定方案多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油原料油產(chǎn)率碳含量氫含量產(chǎn)率碳含量氫含量原料100.087.2612.19100.087.5212.19+0.49EC79.8389.64EH85.2691.70第十七頁，共52頁。應(yīng)用效果汽油主要性質(zhì)工藝類型FCCIHCCFCCIHCC原料類型石蠟基常渣加氫重油反應(yīng)溫度/50650850949

8、5體積族組成/%芳烴17.815.023.820.2烯烴35.557.323.830.9汽油辛烷值RON90.291.090.389.0MON80.278.780.178.7第十八頁，共52頁。應(yīng)用效果方案多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油工藝類型FCCIHCC差值FCCIHCC差值單位標(biāo)準(zhǔn)油/(kg t-1)105.5102.1-3.4105.2100.0-5.2石蠟基常壓渣油裝置能耗方案多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油工藝類型FCCIHCC差值FCCIHCC差值單位標(biāo)準(zhǔn)油/(kg t-1)104.5102.2-2.3104.599.7-4.8加氫重油裝置能耗第十九頁，共52頁。應(yīng)用效果常壓渣油原料液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加超過6

9、個(gè)百分點(diǎn)以上加氫重油原料液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加超過10個(gè)百分點(diǎn)第二十頁，共52頁。IHCC工藝開發(fā)空間IHCC與RDS技術(shù)集成 降低RDS操作苛刻度，延長(zhǎng)RDS操作周期或替代RDS渣油中VGOIHCC工藝產(chǎn)品方案更加靈活性 通過調(diào)整FGO餾程范圍（初餾點(diǎn)300、330、350以上,即LCO量）或FGO流量以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方案多樣化配套技術(shù)的開發(fā) 與輕汽油醚化技術(shù)等技術(shù)組合第二十一頁，共52頁。IHCC一體化技術(shù)基于IHCC工藝，開發(fā)IHCC一體化技術(shù)，目標(biāo)大幅度提高煉油企業(yè)盈利能力，生產(chǎn)國(guó)六車用汽油和柴油；一體化內(nèi)容包括IHCC工藝應(yīng)用，LCO重餾分切割到FGO中，汽油輕組分醚化等技術(shù)。10/12/202

10、222第二十二頁，共52頁。IHCC一體化投資匯總（1000萬噸/年）10/12/202223第二十三頁，共52頁。應(yīng)用推廣經(jīng)濟(jì)效益（1000萬噸/年）經(jīng)濟(jì)效應(yīng)極其顯著，千萬噸煉油廠稅后利潤(rùn)約為4億10/12/202224第二十四頁，共52頁。應(yīng)用推廣社會(huì)效益（1000萬噸/年）全部生產(chǎn)94#國(guó)六汽油，減少柴油量，產(chǎn)生巨大的社會(huì)影響，為國(guó)六汽油生產(chǎn)技術(shù)提供新途徑10/12/202225第二十五頁，共52頁。結(jié)論與展望石蠟基常壓渣油和加氫重油的IHCC的液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加幅度均超過預(yù)期目標(biāo)；IHCC工藝適合處理劣質(zhì)重油，尤其適合石蠟基減壓渣油，增加了煉油廠處理劣質(zhì)原料油的適應(yīng)性；IHCC工藝的產(chǎn)品

11、生產(chǎn)方案切換更加靈活，可隨時(shí)調(diào)整以滿足市場(chǎng)需求；IHCC工藝技術(shù)可以與RDS技術(shù)深度集成，從而提高RDS裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期；IHCC高烯烴汽油經(jīng)處理后可滿足國(guó)車用汽油標(biāo)準(zhǔn)；部分解決中國(guó)石油化工能效倍增與二氧化碳排放問題第二十六頁，共52頁。MIP技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用10/12/202227第二十七頁，共52頁。匯報(bào)內(nèi)容開發(fā)背景MIP技術(shù)特點(diǎn)MIP汽油特點(diǎn)MIP技術(shù)應(yīng)用10/12/202228第二十八頁，共52頁。開發(fā)背景在我國(guó)車用汽油池中，催化汽油約70%，重整汽油約20%，其他汽油約10%；催化汽油質(zhì)量的高低嚴(yán)重影響車用汽油質(zhì)量的升級(jí)步伐（烯烴和硫含量）；我國(guó)催化裂化技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，具有足夠的能

12、力應(yīng)對(duì)目前的挑戰(zhàn)；10/12/202229第二十九頁，共52頁。MIP產(chǎn)物產(chǎn)率及汽油性質(zhì)特點(diǎn)10/12/202230第三十頁，共52頁。原料較小的烴類烯烴氫轉(zhuǎn)移異構(gòu)化 異構(gòu)烯烴歧化 氫轉(zhuǎn)移 異構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴芳烴異構(gòu)烷烴烷烴第一反應(yīng)區(qū) 第二反應(yīng)區(qū) 裂化MIP工藝過程反應(yīng)化學(xué)特點(diǎn)一特點(diǎn)二 （參考催化裂化化學(xué)與工藝）氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：負(fù)氫離子轉(zhuǎn)移 失質(zhì)子反應(yīng)雙分子裂化：負(fù)氫離子轉(zhuǎn)移 b鍵斷裂反應(yīng)強(qiáng)化氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)必然強(qiáng)化雙分子裂化反應(yīng)，從而提高重油轉(zhuǎn)化能力，增加汽油收率10/12/202231第三十一頁，共52頁。催化裂化反應(yīng)器演變歷程MIP反應(yīng)器具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)第三十二頁，共52頁。MIP技術(shù)方案多產(chǎn)汽油（

13、MIP）多產(chǎn)汽油和丙烯（MIP-CGP）多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)高辛烷值汽油（MIP-LTG）降低干氣和焦炭（MIP-DCR）33第三十三頁，共52頁。汽油烯烴含量在大幅度降低的情況下，RON有所增加（除個(gè)別裝置外），MON明顯地增加，在多產(chǎn)液化氣方案時(shí)，汽油的RON和MON均增加近2個(gè)單位，硫與原料中的硫之比降低約為30%50%，苯含量較低，一般低于1.0%MIP汽油性質(zhì)特點(diǎn)10/12/202234第三十四頁，共52頁。異構(gòu)烷烴含量高，尤其異戊烷和異已烷含量較高；烯烴含量低，且與FCC汽油烯烴組成存在差異；芳烴含量高，苯含量低；MIP汽油組成特點(diǎn)10/12/202235第三十五頁，共52頁。工藝類型M

14、IPFCC汽油質(zhì)量組成/%直鏈烯烴-11.411.93直鏈烯烴-26.838.68直鏈烯烴-3+1.112.94支鏈烯烴-18.2410.30支鏈烯烴-210.189.70。合計(jì)32.9640.78支鏈/直鏈比1.981.48支鏈-2/支鏈-11.240.94汽油烯烴組成差異10/12/202236第三十六頁，共52頁。直鏈烯烴明顯地低于FCC汽油，尤其是直鏈烯烴-1；盡管支鏈烯烴-1含量低于FCC汽油，但支鏈烯烴-2含量高于FCC汽油，相應(yīng)地MIP汽油支鏈烯烴與直鏈烯烴比高，同時(shí)支鏈烯烴-2與支鏈烯烴-1比也高；相對(duì)于其它類型烯烴，直鏈烯烴-1辛烷值低，且易于加氫飽和，飽和后為正構(gòu)烷烴，其辛

15、烷值更低，而支鏈烯烴辛烷值較高，且難以被加氫飽和，即使加氫飽和，其辛烷值損失少，尤其支鏈烯烴-2，加氫飽和后辛烷值反而增加；在相同的烯烴含量情況下，MIP汽油辛烷值要高于FCC汽油，且在相同的加氫條件下，烯烴飽和率低，辛烷值損失少。MIP汽油烯烴特點(diǎn)及好處10/12/202237第三十七頁，共52頁。企業(yè)FCC/Mt.a-1MIP/Mt.a-1總計(jì)裝置數(shù)加工量加工比例裝置數(shù)加工量加工比例裝置數(shù)加工量中國(guó)石化2723.3030.03154.2570.05877.55中國(guó)石油3032.7068.91016.2033.14048.90中海海油43.7031.648.0068.4811.70陜西延長(zhǎng)1

16、1.0013.556.4086.567.40中國(guó)中化000.013.50100.012.50其他煉廠21.8021.80合計(jì)5390.15其他煉廠3014.3646.214*14.9053.84429.26總計(jì)9275.0641.767105.0558.3159180.11FCC和MIP加工能力比較10/12/202238第三十八頁，共52頁。 MIP總液體收率增加1.56個(gè)百分點(diǎn)，按90Mt/a計(jì)算，則可多產(chǎn)出1.404 Mt/a液體產(chǎn)品，僅此一項(xiàng)年增效益約70億元以上。按鎮(zhèn)海煉化2005年標(biāo)定測(cè)算，MIP效益為210元/噸，則合計(jì)經(jīng)濟(jì)效益為180億/年； 相同液體產(chǎn)量，MIP焦炭產(chǎn)量減少約

17、為0.3548 Mt/a， 相當(dāng)于減少二氧化碳排放量約為1.30 Mt/a； 汽油質(zhì)量的改善，從而產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。MIP技術(shù)應(yīng)用效果10/12/202239第三十九頁，共52頁。車用汽油質(zhì)量升級(jí)技術(shù)路線10/12/202240第四十頁，共52頁。匯報(bào)內(nèi)容開發(fā)背景國(guó)內(nèi)兩種典型車用汽油生產(chǎn)途徑中國(guó)石化RSDS/S Zorb技術(shù)特點(diǎn)車用汽油生產(chǎn)途徑及其比較結(jié)論與展望10/12/202241第四十一頁，共52頁。開發(fā)背景我國(guó)是以汽油消費(fèi)為主，汽油車保有量快速增加，且車用汽油質(zhì)量升級(jí)步伐不斷加快；在我國(guó)車用汽油池中，缺少烷基化等高品質(zhì)汽油；我國(guó)已掌握完整的煉油技術(shù)，能夠從容將不同煉油技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合

18、以應(yīng)對(duì)目前的挑戰(zhàn)。10/12/202242第四十二頁，共52頁。國(guó)內(nèi)車用汽油生產(chǎn)途徑MIP+RSDS/S Zorb (中國(guó)石化）FCC+輕汽油醚化+重餾分脫硫（中國(guó)石油）43第四十三頁，共52頁。RSDS-車用汽油升級(jí)關(guān)鍵技術(shù)汽油選擇性加氫脫硫?qū)Ｓ么呋瘎┚邆漭^高的加氫脫硫活性、較低的烯烴飽和活性和芳烴飽和活性。對(duì)于高烯烴的催化汽油，產(chǎn)品硫含量達(dá)到50mg/g水平，RON損失小于2個(gè)單位；對(duì)于低烯烴的催化汽油（MIP），汽油的RON損失可以控制在小于1個(gè)單位的水平。采用將全餾分催化汽油切割為輕餾分和重餾分，輕餾分堿抽提脫硫醇，重餾分選擇性加氫脫硫，其工藝路線如下：10/12/202244第四十四

19、頁，共52頁。S Zorb-車用汽油升級(jí)關(guān)鍵技術(shù) 采用單個(gè)閉鎖料斗，待生和再生吸附劑在循環(huán)輸送中經(jīng)閉鎖料斗，從而閉鎖料斗在氫或氧環(huán)境、高壓或低壓環(huán)境下不斷的隔離與切換，吸附劑在流化床內(nèi)連續(xù)吸附、再生和還原，其工藝流程如下；在臨氫、適宜的壓力和溫度的條件下，采用獨(dú)特的吸附劑選擇性地吸附含硫化合物中的硫原子，使之保留在吸附劑上，而硫化物的烴結(jié)構(gòu)部分則被釋放，不產(chǎn)生H2S氣體，而吸附劑中的硫由再生煙氣以SO2方式排出；由于不存在H2S與烯烴反應(yīng)，可生產(chǎn)低硫及超低硫汽油，且辛烷值損失較少。10/12/202245第四十五頁，共52頁。RSDS和S Zorb應(yīng)用裝置名稱加工量/Mt硫含量/mg.g-1脫

20、硫率/%汽油收率/%RON損失耗氫/%原料產(chǎn)品S Zorb12.213161096.8398.870.80.28RSDS5.07303395.4898.941.20.3910/12/202246第四十六頁，共52頁。項(xiàng)目S/mg.g-1烯烴/%脫硫率/%RON損失汽油類型原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品FCC汽油-19424338.830.795.431.8FCC汽油-27663625.522.395.301.0FCC汽油-37703837.027.495.061.6MIP汽油-16273228.824.794.900.8MIP汽油-25324432.728.391.730.6MIP汽油-33646.214.

21、112.898.300.2MIP汽油-46643331.025.295.030.7MIP與RSDS/SZorb的協(xié)調(diào)性10/12/202247第四十七頁，共52頁。車用汽油生產(chǎn)途徑的比較生產(chǎn)途徑途徑一（MIP+ GDS +ALy+MTBE）途徑二（FCC+ GDS +ALy+MTBE）產(chǎn)率/%RON烯烴/v%硫/ mg.g-1產(chǎn)率/%RON烯烴/v%硫/ mg.g-1烷基化油7.6194.56.1194.5汽 油40.7692.529.49.038.2190.332.09.0調(diào)合汽油 48.3792.8251044.3290.827.510MTBE5.401215.01121調(diào)合汽油 53.7

22、795.6251049.3393.824.71010/12/202248第四十八頁，共52頁。車用汽油生產(chǎn)方案經(jīng)濟(jì)效益比較方案名稱FCCFCC-GDS-烷基化FCC-GDS-烷基化-MTBEMIP-GDS-烷基化MIP-GDS-烷基化-MTBE價(jià)格體系2013年上半年均價(jià)2013年上半年均價(jià)2013年上半年均價(jià)2013年上半年均價(jià)2013年上半年均價(jià)92#國(guó)V汽油76.02 88.19 91.93 96.25 99.69 國(guó)V普通柴油54.06 54.06 54.06 46.29 46.29 石腦油0.55 0.55 0.55 0.47 0.47 LPG23.45 11.15 9.35 10.98 9.64 丙烯10.41 10.41 10.41 14.02 14.02 油漿10.42 10.42 10.42 8.26 8.26 硫磺0