石油炼制与化工PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS
2019年5月第50卷第5期
加工工艺
孙磊，朱长健，程周全
（中国石化安庆分公司，安徽安庆246000）
摘要：成品油市场需求的变化促进企业采取措施降低柴汽比，中国石化安庆分公司采取多项措施增产汽油、压减柴油，采用新技术、新工艺拓展催化裂化柴油（催化柴油）出路，通过提高催化柴油加氢精制深度、催化柴油与-油加氢混炼、催化柴油与重油加氢混炼、LTAG工艺及RLG工艺等技术路线比较，优化选择催化柴油加工路线。结果表明，采用RLG技术可大幅降低柴油产量，提高轻质油收率，RLG装置与催化裂化装置联合的LTAG技术使企业柴汽比进一步降低，取得更好的经济效益$ 关键词：催化裂化柴油加氢混炼LTAG RLG
我国催化裂化（FCC）加工能力约占原油一次加工能力的40%左右，导致催化裂化柴油（催化柴油，LCO）在我国柴油池中占比较大，达30%以上，成为主要的二次加工柴油组分。然而，世界原油重质化趋势愈加明显，含硫和高硫原油比例增加，国内西部油田和部分海上原油多为重质含硫原油，加之为提高汽油收率或增产丙烯不断提高FCC装置操作苛刻度，导致LCO质量愈来愈差，硫、氮、芳4含量偏高，十六烷值偏低
我国油品质量升级步伐逐渐加快，2017年全国普遍实施国V阶段汽油和柴油标准，并将在2019年全国推行国巾标准汽油和柴油⑷。中国石化安庆分公司（安庆分公司）原有2套柴油加氢精制装置，其中10Mt/a柴油加氢精制装置（皿加氢装置）原料为3套FCC装置的柴油及焦化柴油，经加氢精制生产硫质量分数约350#g/g的普通柴油调合组分$为满足油品质量升级需要，同时降低低价值LCO产量、多产高价值产品、提高车用柴油比例，安庆分公司积极拓展优化LCO加工路线，在实现柴油质量升级的同时增产汽油、增产车用柴油、降低柴汽比，提高企业经济效益$
1LCO加工工艺简介
油需求量的增，其增
超过柴油需求量，汽油价格也高于柴油价格，市场要求柴汽比不断降低。安庆分公司根据市场需求变化，在拓展优化LCO加工路线时选择合适的LCO工工，提高柴油量的时增油、压减柴油。
1.1LCO加氢精制工艺
LCO氢精制工的的原料油中的硫、氮、氧等杂质，加氢饱和烯4、芳4，改善柴油性，但其对柴油十六烷值的提高幅度有限（仅2〜6个单位）；采用深度加氢脱硫催化剂的深度加氢处理工艺，可实现原料油的超深度加氢脱硫，以满足国N和国V标准清洁柴油生产需要，如安庆分公司皿加氢装置采用中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）开发的FHUDS-8催化剂可稳定生产硫质量分数不大于10#g/g的精制柴油$
1.2LCO与蜡油加氢掺炼工艺
安庆分公司2.2Mt/a蜡油加氢处理装置，采用中国石化石油化工科学研究院（石科院）开发的RVHT蜡油加氢处理技术，在此基础上探索出了LCO与蜡油加氢掺炼工艺，即将LCO与直憎蜡油混合后进入蜡油加氢装置进行加氢处理，LCO掺炼比例控制在11%〜15%，反应产物进入分憎系统后仅将石脑油切出，精制柴油憎分随精制蜡油憎分一起送至FCC装置，在提升管发生裂化反应，柴油化为高烷油组，增产汽油、压减柴油的目的$
1.3LCO与重油加氢掺炼工艺
重油加氢工艺是以减压渣油、减压蜡油、焦化蜡
收稿日期：2018-08-16；修改稿收到日期:2018-12-28.
作者简介:，工程（，主要从事加氢工与｝理工a.
通讯联系人：孙磊，sunlii.aqsh@sinopec.
46石油炼制与化工2019年第50卷
油及FCC重循环油为原料，经加氢处理硫、氮、氧，加氢稠环芳4及部4后，作为优质FCC原料,FCC装置生焦量，提高轻油收率，改善FCC汽油和柴油的性副产
的重油加氢柴油产品作为车用柴油调合组分$安庆分公司2.0Mt/a重油加氢装置采用石科院研发的第三代RHT系列渣油加氢催化剂和中国石化工程建设公司（简称SEI）开发的渣油加氢成套技术，在此基础上探索岀了LCO与重油加氢掺炼工艺，即将LCO与重油加氢原料混合后再进行加氢处理，可通过控制重油加氢装置柴油（重加柴油）干点或将重加柴油组压油氢装置油FCC装置提高FCC装置油品收率，增柴油。
1.4LCO加氢-催化裂化组合多产高辛烷值汽油和芳桂料（LTAG）技
LCO因富含芳4，尤其是稠环芳4含量高，十六烷值低，难以作为柴油调合组分，而LCO 中稠环芳4经
性加氢为单环芳4，单环芳4经性催化化可高烷油组$石科院的LTAG就性加氢饱和单性催化裂化单元优化组合，将
LCO中多环芳4性加氢成单环芳4再性催化化!化高烷
油或芳4的&6'$LCO通过加氢强化多环芳4的性加氢氢荼型，加氢LCO通过性催化裂化，可使四氢荼型单环芳4的氢比例28%，开环裂化反比例提高至72%[7]$LTAG技术不仅拓宽了LCO的岀路，还增加了高价值汽油收率，降低了柴汽比，从而提高炼油厂的经益$
1.5LCO生产高辛烷值汽油的加氢裂化（RLG）技术
LCO富含二环、三环芳4等大分子芳4$石科院开发的RLG技术的原理是通过使用专用的氢转化催化剂的操作条件，使LCO中的环、三环芳4加氢为单环芳4，再进一
环裂化为汽油中的苯、甲苯、二甲苯等高辛烷
值组分，高辛烷值汽油或BTX原料的目的$其加氢裂化转化路径1所示2$ RLG可高性地将子芳4转化为小分子芳4，富集油，增油、大幅度柴汽比，为8：①气体产率较低，G〜C』收率为4%〜9%:②氢耗相对较低,
R2
②
常
规
加
氢
裂
化
图1催化柴油转化理想反应路径
>
汽油收率50%下对应化学氢耗3%左右；③产品汽油收30%〜60%之间灵活可调；④油烷值较高，达91〜97；⑤柴油烷值提高幅度较大，达10〜17个单位$
2安庆分公司LCO加工路线的选择及优化
2.1加氢精制路线
安庆分公司皿加氢装置原设计处理能力为0.8Mt/a（以年开工8000h计），压力等级为80 MPa，原料涵盖催化裂化、焦化％次加工柴油以及柴油；2005年底扩造后装置加工能力达到10Mt/a*013年安庆分公司炼化一体化项目建设投产后，装置的原料为3套FCC装置的柴油及焦化柴油；2016年10月LTAG项目投用后装置主要原料为3套FCC装置的柴油。2012年3月装置大修时对皿加氢装置FH-UDS催化剂进行了再生处理，2017年2月更换为FHUDS-8深度加氢脱硫催化剂$
2013年安公司炼化体化项建设投后，皿加氢装置原料油性化，2013年9月28—30日对该装置进行标定，考察装置工时满负荷（进料量为120t/h，其中LCO进料量为100t/h，焦化柴油进料量为20t/h）下的产品质量、再生后的FH-UDS催化剂性能、装置物料、氢气消耗和能耗等。2016年10月LTAG工艺投用，2017年2月装置停工更换为FHUDS-8催化剂，装置运行工况再次发生变化，2017年3月30
第5期孙磊，等.催化裂化柴油加工路线的选择与优化47
日至4月1日对该装置进行标定，考察装置工况二时满负荷（进料量为120t/h，其中LCO进料量为100t/h，精制油循环量为20t/h）下的产品质量% FHUDS-8催化剂性能、物料平衡、氢气消耗和能耗等。不同工况下装置的主要操作条件、原料及产品性质、装置物料平衡数据及能耗分别如表1〜表3所‘$
表1装置主要操作条件
项目工况一工
反应器进料量/（•h1）120120
反应器入口氢分压/MPa 5.807.18
体积空速/h1 1.60 1.36
反应器上床层入口温度/J291293
反应器下床层入口温度/J316355
催化剂床层总压降/MPa0.240.28
反应器床层平均温度/J319.7361.0器总温"J
53110
z氢注入量（-h1）337520365
氢油体积比647670
脱硫率，％87.499.0
表2原料及产品性质
项工工催化柴油原料
密度(0°C)/(kg•m3)923.4935.0
!（硫）/（#g（g T）3159998
十六烷指数23.0
幅程J
95%341.5327.6精制柴油
密度(0°C)/(kg-m3)911.2903.3
!（硫）/（#g（g T）5088
十六烷指数28.527.3
!（多环芳4）%37.021.5
铜片腐蚀（0J3h）/级1a1a
闪点（闭口）/J7581
凝点/J*—15*—15
幅程/J
95%339.3319.5
表3装置物料平衡数据及能耗
项工工入方质量分数，％
原料油100.00100.00
氢0.78 2.28出方质量分数，％
精制柴油99.5199.73
排放氢0.330.40
低压分离气0.200.23
粗汽油0.280.24
污油0.030.04
损失0.43 1.64
能耗/（MJ-t】）484.4525.0
选择LCO加氢精制路线时，可使柴油十六烷指数提高约4个单位，但精制柴油产品十六烷指数也仅有28左右，工况一下精制柴油硫质量分数为508#g/g，装置仅具备生产国皿普通柴油调合组分的能力；装置更换催化剂为FHUDS-8后，精制柴油硫质量分数不大于10#g/g，装置具备生产国V普通柴油调合组分的能力$与工况一相比，工况二的加氢苛刻度高，装置能耗提高40.6MJ/t$
2.2LCO与蜡油加氢掺炼路线
蜡油加氢装置原加工直憎蜡油和焦化蜡油混合原料，企业为降低柴油收率、提高轻质油产量，将LCO与蜡油加氢原料进行了混合加氢精制$LCO的掺炼比例为10%〜15%（流量为20〜30t/h），催化剂床层平均温度为361J，反应器平均反应温升为42J，精制柴油组分并入精制蜡油组分中作为FCC装置原
料，精制蜡油总硫质量分数不大于800#g/g。通过适当提高FCC装置反应深度、降低原料预热温度、提高剂油比、根据平衡剂活性适当延长小型加料器加料时间等方式优化产品分布。FCC装置加工掺炼LCO的加氢蜡油前后的物料平衡数据如表4所示$由表4可以看出，FCC装置加工掺炼LCO的加氢蜡油后，轻柴油收率降低3.84百分点，汽油收率提高3.03百分点，达到了企业降低柴汽比的目的$
48石油炼制与化工2019年第50卷
表4FCC装置加工掺炼LCO的加氢蜡油
前后的物料平衡数据!，%项目掺炼前掺炼后
入方
原料100100
方
干气 4.30 3.46
液化气16.8420.19
汽油42.1145.14
轻柴油24.6920.85
油 2.51 2.89
轻污油 1.650
焦炭7.677.30
损失0.230.17
2.3LCO与重油加氢掺炼路线
为了在增加轻质油收率的同时提高车用柴油的产量，将LCO与重油加氢原料混合加氢改质后返回FCC装置。重油加氢装置掺炼LCO后，通过控制重加柴油的终憎点或重加柴油去向，考察不同工况下催化柴油产品性质、重加柴油产品性质及FCC装置产品分布情况。不同工况下的催化柴油性质及重加柴油性质如表5所示。其中，空白工况为LCO未与重油加氢原料混炼的工况，此工况下重加柴油的终憎点约为340J；工况一为控制重加柴油终憎点在340J左右；工况二为控制重加柴油终憎点在280J左右；工况三为控制重加柴油终憎点在340J左右的同时，重加柴油全部并入加氢尾油进FCC装置$
工况一下催化柴油和重加柴油的总收率较空白工况（以下均同）下降2.70百分点，催化裂化干气产率、催化裂化液化气收率、催化裂化汽油收率和重油加氢石脑油收率均有所增加，合计增加2.50百分点，催化裂化焦炭产率下降0.16百分
，催化化油增0.26，此工
可增产10.2t/h车用柴油；工况二下催化柴油和柴油的总收 4.75，催化化
气产率、催化裂化液化气收率、催化裂化汽油收率和重加石脑油收率均有所增加，合计增加4.44百分点，催化裂化焦炭产率增加0.12百分点，催化裂化油0.09，此工可增11 t/h车用柴油；工况三下催化柴油和重加柴油的总收 4.92，催化化液化气收、
表5不同工况下的催化柴油和重加柴油的性质项空白标定工况一工工况三催化柴油
密度（0°C）/（kg-m3）948.5951.3958.2954.2幅程/J
初幅点193.4199.6205.4198.2
10%230.2232.4237.2231.6
50%263.6265.2269.0262.8
90%334.2334.6335.8333.4
终幅点355.8354.4355.0352.8 !（硫）,%0.15400.15200.15100.1400凝点J O14*—15
十六烷指数23.923.222.322.8柴油
密度（0°C）/（kg•m3）851.8882.4879.7880.4幅程/J
初幅点187.4200.4200.4199.6
10%208.4220.0216.2218.0
50%274.4251.0234.4242.4
90%321.4321.2257.6309.4
终幅点343.2348.6278.4338.2 !（硫）,%0.00700.00700.00220.0045凝点/J O14O15*—15*O15十六烷指数45.034.827.133.7催化化油收油氢石油收所增加，合计增加5.45百分点，催化裂化焦炭产率增
0.64，催化化油增0.43
点，此工况下可增产22.6t/h车用柴油，但FCC装置操作难度增大，装置处理量进一步降低，同时外甩油浆和烧焦量均大幅增加$通过装置不同工况下运行情况分析，综合考虑企业经济效益，采用工作时收，油收可提高4
以上，每月可增产约10kt车用柴油。
2.4LTAG
为了更好地适应市场变化降低企业柴汽比，2016年10月安庆分公司投用LTAG技术并进行技术标定。空白标定（未实施LTAG工艺时）期间FCC装置料为氢工，原料氢热蜡油、加氢冷蜡油及加氢重油（质量比例为50.76:27.91:21.33），总进料量为133〜136t/h；LTAG标定期间装置进料为前加氢工况，原料主要包括加氢热蜡油、加氢冷蜡油、加氢重油（质量比例为4824:29.50:22.26）及加氢LCO，控制
第5期孙磊，等.催化裂化柴油加工路线的选择与优化49
表8加氢LCO 进料的表观产物收率
渣油加氢提升管上层进料量为123〜125 t/h，提升管下层加 氢LCO 进料量恒定为21 t/h，皿加氢装置加工催
化柴油和焦化柴油（质量比为1：1）的总进料量约
105 t/h $ FCC 装置投用LTAG 工艺前后的操作
条件及产品性质如表7所示，加氢LCO 进料的表 观产物收率如表8所示$
表7 FCC 装置操作条件及产品性质
项目
空白标定
LTAG 计
新鲜进料量/"（ h J
127.5113.3
回炼油回炼量/"（ h J 7.5
8.5
油浆回炼量/"（ h J
8
10加氢LCO 进料量/"• h 1）21
加氢LCO 进料温度/C
210
反应器入口温度/C 515514
油收 !%
43.3
51.2
RON
93.692.3
族组成（"），％饱和4
49.758.1烯424.114.3芳4
26.2
27.6
DLCO 循环比例= LCO 循环量/重油进料量X100% $
2）LCO 转化率=（LCO 循环比例一LTAG 6油收率#LCO 循项
LTAG
LCO 进料量/"• h 1)21
LCO 循环比例
18.54
LCO 进料无损表观收率，％
干气 1.63液化气
24.22油42.76
柴油
19.56油
0.58
焦炭+损失
11.25
LCO 化 2) %
80.44
LPG
性3) %
30.11油
性3) %53.16
焦 性3) %13.99油 性3) %0.72气
性3) %
2.02
环比例X100% $
3）选择性=（LTAG 工艺下产率与空白标定时产率的差值/加R 6油循环比例X100%）/转化率X100% $
投用LTAG 工艺后，较投用前重质原料油催 化裂化产品的柴汽比下降（不计算柴油回炼），其 中汽油收率上升约7百分点，液化气收率上升约
3. 6百分点，柴油收率下降约15百分点，焦炭产率
上升约2百分点，油浆和干气量没有较大变化$由
于皿加氢装置进料中掺炼了 50%左右的焦化柴油 ［密度（20 J ）为850 kg/m 3 '使加氢LCO 的密度
"0 °C ）较低（为890〜907 kg/m 3）；同时，由于焦化
柴油十六烷值比LCO 高，组分中的饱和4成分较
多，因而进入催化裂化提升管回炼时更容易生成 液化气 焦 ! 油 性 25分点，稳定汽油RON 降低13个单位，液化气选
择性平均上升约15百分点，焦炭选择性平均上升
8$
LCO 的密度（20 C ）为 960 kg/m 3 ，高于 LTAG
工艺设计的催化柴油密度（20 0（943 kg/m 3），该
项指标反应出LCO 中芳4含量仍较高，一方面是 由于皿加氢装置的加氢深度不到位，另一方面是 由于催化裂化装置还需继续提高反应苛刻度，提
高催化剂活性，增加断链比例$由于本次标定未 对加氢LCO 和LCO 进行族组成分析，后期生产 中计划对LCO 和加氢LCO 族组成进行分析，并 计算LCO 经过加氢后多环芳4的饱和率，将其作
为判断加氢深度的依据$
LTAG 工艺投用前，加氢LCO 按符合国皿标
准的0号普通柴油销售；LTAG 工艺投用后，加氢 LCO 的 油 收 为 42.76% !液 化 气 收 为
24.22%，未转化柴油比例为19.56%，同时受I 催
化装置烧焦限制，回炼加氢LCO 对掺渣量有一定 影响，此外装置能耗将增加$按照中国石油化工 股份有限公司2016年上半年油品销售价格初步测
算，扣除汽油、液化气、干气、柴油二次加工费用以 及影响掺渣、能耗增加的费用，油浆、烧焦部分的 影响因缺少统计数据且影响很小而暂不计算，初
步测算LTAG 项目效益为268 55元/t 。此外，由 于皿加氢装置掺炼焦化柴油，其原料柴油十六烷 值平均为29. 7 ，以此计算，每回炼1 t 加氢LCO，可
减产2. 064 t 符合国皿标准的0号普通柴油，增产
1.064 t 符合国V 标准的0号车用柴油，若皿加氢装
置全部加工LCO，车用柴油产量将进一步增加$
2.5 RLG
RLG
LCO 为原料!
LCO 芳 4 含
量高的特性，结合加氢裂化工艺过程的反应特
豫公网安备41160202000603
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