加氢裂化装置掺炼催化柴油工业试验
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摘 要：利用某加氢裂化装置，掺炼催化柴油进行加氢改质试验，考察混合劣质柴油对加氢改质产物分布及产品质量的影响 [1] 。结果表明： 以焦化蜡油，掺炼催化柴油进行加氢改质， 操作参数变化不大，较为稳定。在保证尾油收率稳定的前提下，从产品收率来说，航煤及轻柴油产品收率稍有降低。在实际生产中焦化蜡油混兑催化裂化柴油进行加氢改质效果比较理想，原料轻质化方案可选。
关键词：催化柴油 反应温度 氢耗 十六烷指数
中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）08-0-01
催化裂化工艺技术的主要特点是对进料中的长链烷烃和环烷烃进行裂解，对芳烃基本不具备裂解能力，因此在催化柴油中通常富集了大量的稠环芳烃 [2] 。催化柴油的硫含量和芳含量高，发动机点火性能差，属于劣质柴油调和组分，在国外主要用于调和燃料油、非车用柴油和加热油等，而在我国，由于石油资源的紧缺，催化柴油还主要是加氢精制或加氢改质后用于调和柴油产品[3]。据统计国内炼油企业生产的催化柴油中，85%用于普通柴油的生产。
一、概述
某单位建有一套加氢裂化装置，采用单段串联的加氢裂化工艺技术，设置加氢精制和加氢裂化两个反应器。装置以直馏蜡油（VGO）和焦化蜡油（CGO）的混合油为原料，分别为催化裂解装置和连续重整装置提供原料，另外生产液化气（LPG）、戊烷发泡剂、工业己烷、航煤（aviation kerosene）、轻柴油（light diesel oil）以及导热油等产品。
本次以焦化蜡油，掺炼催化柴油为主要原料进行加氢改质试验，考察了混合劣质柴油对加氢改质产物分布及产品质量的影响。
二、工业试验与分析
1.原料性质
催化柴油组分中芳烃含量82%，但其芳烃主要为多环芳烃， 催化柴油流程范围介于180～350℃之间，包含了加氢裂化装置航煤及柴油组分，在经过加氢后航煤、重石脑油指标可能会发生变化，如芳潜增加，航煤烟点降低、密度增加、十六烷值降低，在回炼期间，加氢裂化装置馏出口产品质量分析频次由24h/次调整为8h/次，及时监控质量变化，提前应对。
2.反应部分操作参数
3.各产品收率
从数据上看，尾油收率升高，说明转化率降低。如果原料不变的情况下，转化率下降，尾油收率升高，同步各轻组分收率会同步下降。但实际情况为航煤、轻柴、收率下降明显，重石脑油及导热油收率略有下降，说明催化柴油在裂化反应器发生裂化反应，弥补了转化率下降对重石脑油收率的影响。本应裂解成航煤、柴油的直馏蜡油，被催化柴油取代后，导致航煤、轻柴收率明显下降。
从另一个角度考虑，可以认为掺炼的10t/h的DCC柴油是航煤及柴油按照4：6的比例进行回炼，当然会引起航煤及柴油的收率下降。在转化率下降1.18的情况下，重石脑油的收率只是略有下降。
4.氫耗
催化柴油在掺炼前装置氢耗平均值为2.31%，掺炼后装置平均氢耗为2.27%，略有下降，原因：①虽然催化柴油烯烃含量较高，但是掺炼量仅为10t/h，与原掺炼15t/h的焦化蜡油，掺炼量降低。②随着掺炼馏分的变轻，加氢裂化过程的氢耗逐渐降低，，这是由于随着掺炼催化柴油馏分的变轻，原料混合油的芳烃含量逐渐降低，芳烃饱和所需的氢气减低，从而使氢耗降低。
5.质量分析
5.1精制生成油
精制生成油碱性氮含量及总氮含量无大幅度波动，碱性氮为2.1～2.8，总氮为8～11，在后期精制反应器R101反应温度下降1℃的情况下，碱性氮及总氮含量都没有波动
5.2航煤
从航煤馏程看波动不大，密度也相对稳定，在11月7日及11月14日分别做了萘烯烃含量及烟点，萘烯烃含量均为0.08%，烟点为22.2，没有发生变化。说明催化柴油裂解后的航煤组分中芳烃基本完全饱和，未影响航煤产品质量。
5.3轻柴油
柴油初馏点略有升高，密度也有一定提高，而50%点下降了近8℃，十六烷值稍有下降，柴油质量变差。
5.4导热油
在一中回流停掉的情况下，分馏塔的热平衡比较脆弱，导热油终馏点稍有波动。
5.5尾油
尾油馏程变化不大，DCC柴油在加氢精制饱和后为航煤及柴油组分，经过裂化后成为更轻组分，对尾油基本没有影响。
结论
从上述分析可以看出，装置满负荷运转的情况下，掺炼10t/h的催化柴油：
1.催化柴油掺炼过程，操作参数变化不大，较为稳定。
2.航煤馏程变化不大，密度也相对稳定，在萘烯烃含量均为0.08%，烟点为22.2，没有发生变化。催化柴油裂解后的航煤组分中芳烃基本完全饱和，未影响航煤产品质量
3.在保证尾油收率稳定的前提下，从产品收率来说，航煤及轻柴油产品收率稍有降低。
4.在尾油收率下降1.18%的前提下，氢耗基本未发生变化。
5.由于掺炼催化柴油时间过短，无法对高压换热器的变化情况进行评估，如果长时间掺炼催化柴油有引起高压换热器结垢增多，降低装置运转周期的风险。
参考文献
[1]范思强，吴子明，孙学峰，等.合劣质柴油加氢改质试验研究[J].炼油技术与工程，2019，49（04）：10-14.
[2]曹正凯，孙洪江，牟帅，等.掺炼催化裂化柴油对蜡油加氢裂化反应的影响[J].石油炼制与化工，2018，49（11）：33-39.
[3]黄新露，石培华，于淼.适应用户需求的催化柴油加氢改质技术[J].当代化工，2011，40（7）：702-705，710.
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