催化裂化装置汽油辛烷值分析及优化

郑凯隆

中石化股份有限公司天津分公司炼油部 天津 300270

摘要：文章介绍了某1.3Mt/a催化裂化装置及汽油辛烷值现状，综述了影响催化裂化装置汽油辛烷值的因素及提高汽油辛烷值制定的方案，通过优化原料性质、操作条件、两器藏量等，将汽油辛烷值由88.6提高至89.6，对实际生产具有指导意义。

关键词：催化裂化 汽油 辛烷值 操作条件目前我国催化裂化汽油仍为车用汽油的主要来源[1]，重整汽油和烷基化汽油等优质高辛烷值汽油组分占比仍较低，因此，催化裂化汽油辛烷值的高低对汽油辛烷值总量起到重要的作用。而随着国家推进成品油质量升级行动的开展，为适应日益严格的排放标准，达到绿色发展的目的，国家对车用汽油的标准日益严格，这就对汽油辛烷值的要求更加苛刻。某1.3Mt/a催化裂化装置2005年进行MIP工艺改造，汽油烯烃含量较改造前大幅度降低，导致汽油辛烷值降低，因此如何提高装置汽油辛烷值成为该催化裂化装置需要解决的问题之一。1 催化裂化汽油辛烷值现状分析1.1 增产汽油为主要任务

该企业只有一套催化裂化装置，承担着所有汽油基础油的生产任务，因此这套装置的生产方案是汽油方案，最大限度地增产汽油，汽油辛烷值靠后续调和控制。2.2 采用MIP工艺技术

该装置经过MIP改造，原料改为全加氢蜡油后，由于提升管二反管径设计较大，与现有原料的匹配度偏差，导致原料在二反停留时间增长，氢转移反应加剧，汽油烯烃含量下降，从而辛烷值降低。2 汽油辛烷值影响因素理论分析2.1 反应温度

从反应机理上提高催化馏出口汽油的辛烷值，在转化率一定的情况下，汽油辛烷值随反应温度的升高而增加。反应温度每增加10℃，RON就会增加0.7～0.9。2.2 剂油比

增大剂油比可增加反应强度，使裂化反应转化率增加。在转化率65％～80％范围内，转化率每上升10％，RON就会增加0.6～2.0。剂油比每增加1，辛烷值增加0.5个单位。2.3 汽油烯烃

催化裂化过程中主要发生热裂化和催化裂化反应，在汽油烯烃的调整中，由于烯烃和辛烷值是成正比的，烯烃增高，辛烷值也会随之增高。2.4 催化剂配方

在原料和操作条件稳定的情况下，使用什么型号的催化剂或者不同配方的同一催化剂对催化的产品分布和产品质量有决定性的作用，因此适时地调节催化剂的配方，增加选择性裂化。 2.5 催化剂活性

随着分子筛含量增高，氢转移活性也相应增加。通过适宜的微反活性控制反应深度，控制合理的产品分布和汽油烯烃含量。2.7 汽油蒸汽压

C4组分不仅有高的辛烷值，而且有高的调和辛烷值，同一温度下，C4比C5的蒸汽压高，因此汽油蒸汽压越高，辛烷值越高。汽油蒸汽压每增加10KPa，汽油RON增 88

加0.9个单位。3 采取的措施及结果3.1 辛烷值优化方案

该装置为优化辛烷值，制定了优化辛烷值方案，此方案主要分为三个阶段：第一阶段：操作条件优化（1）适当提高反应温度。在保持装置满负荷加工量的前提下，降低回炼比，将一反出口温度提高至525℃。（2）提高两器料位，增加滑阀前静压。根据目前实际操作情况，增大催化剂单耗会使催化剂活性上升，过高的催化剂活性会造成原料在反应器的过裂化，对提高汽油辛烷值不利；因此需维持催化剂单耗在0.65～0.7kg/t，优先提高再生器料位至55%，再缓慢将沉降器料位由44%提高至55%，增加滑阀前静压，为开大再生滑阀提高反应温度创造有利条件。第二阶段：催化剂优化根据催化原料组成情况，由技术质量部协调石科院和长岭催化剂厂家优化催化剂配方，在尽量维持目前汽油收率的前提下，提高催化汽油辛烷值。第三阶段：策略评估实施验证阶段（1）适当降低预提升干气和预提升蒸汽量，提高预提升段密度至200kg/m3左右。（2）投用油浆回炼，增上小管径油浆回炼线，避免油浆回炼线路堵塞。为确保装置平稳生产，该阶段方案待前两阶段工作实施完成并验证后择机实施。3.2 优化内容及结果

按照前期既定方案，自2018年6月13日起，实施了第一阶段的操作条件优化，通过催化裂化装置对参数的调整，经化验分析及物料衡算，得出7月份汽油辛烷值分析结果，见表1。表1 汽油辛烷值分析结果

辛烷值

1#裂化时间（RON）

烯烃

汽油收液化气柴油收加工量率,%收率,%率,%(t/d)轻石量（t/h）

7月平均89.210.149.6317.321.837806.36月平均

88.8

8.450.2017.523.1937756调整之前88.6/50.50

14.68

24.92

3705

/与6月平

均差值

0.4

1.7～0.57～0.2～1.7350.3与调整之

前差值

0.6

/

～0.872.62

～3.1275

/

从表1可以得出：（1）在装置其他操作条件下差不大的的情况下，提高反应温度，7月份汽油辛烷值明显上升，平均值在（下转第19页）

2018年第9期表1 水下生产控制系统比选分析

基本类型

单元组成液压动力单元控制盘脐带缆

水下执行机构液压动力单元控制盘脐带缆

水下控制模块（先导阀）水下执行机构液压动力单元控制盘脐带缆

水下控制模块

（顺序控制导向阀）水下执行机构液压动力单元电液控制盘脐带缆

水下控制模块水下执行机构液压动力单元电液控制盘主电源脐带缆

水下电子模块水下控制模块水下执行机构主电力单元脐带缆

水下能量转化器水下控制模块水下执行机构

响应速度信号

执行响应最慢大型脐带缆

系统特点优点

结构、控制方式简单；可靠性高；易于维护；

无需配置水下控制设备

低成本；可靠度高；

易于维修（重要部件在水上）；水下设备简单

缺点

响应速度非常慢；需要大量管道；监测能力有限；操作灵活性差

工业、生产典型应用单独卫星井小型油田短距离本地管汇

直接液压控制系统

响应慢

先导液压控制系统

响应慢快

系统响应速度仍较慢；大量管道；

受距离限制；无水下监测中等距离卫星采油树

顺序液压控制系统

响应慢快

省去大量的控制脐带缆，较经济；能够实现各种复杂顺序动作；响应有改进；

液压软管数量较少

灵活性差，只能完成预先设定阀门动作；操作较慢；反应速度较慢；控制功能单一

中等距离卫星采油树

直接电液控制系统

响应快速非常快

电信号取代部分液压信号，响应快速；控制灵活

长距离精确的响应时间；脐带缆直径更小；

通过单一联通管线控制多个阀门与井；

便于建立备份；

较强的操作监测与系统诊断；能提供大量的数据反馈；无操作限制

功耗低，控制系统灵活；脐带缆费用很低；可适用于高温高压井；无液压油泄露影响环境

水下电力复杂；传输能力一般

长距离卫星采油树

复合电液控制系统

响应非常快

数据量大

响应非常快

水下设备复杂系统复杂性强；

长距离的液压动力系统；长距离回接受限于液压液的清洁适用性

长距离复杂油气田

全电气控制系统响应非常快响应非常快系统可靠性较差；目前水下应用案例极少

长距离、高温高压边远油田

丰、番禺和流花等水下生产项目中得到了广泛应用。水下全电气控制系统省去了液压液，其在环境和经济上的优势可见一斑，但基于全电气控制的可靠性较差故目前很少水下项目应用。参考文献

[1] 范亚民. 水下生产控制系统的发展[J]. 石油机械，2012，7：45-49.

[2] 李清平，朱海山，李新仲. 深水水下生产技术发展现状与展望[J]. 中国工程科学，2016，2：76-84.

[3] 周守为，曾恒一，安维杰，等. 海洋石油工程设计指南：第十二册深水油气田开发技术[M]. 北京：中国石化出版社，2012.

[4]周美珍，张维庆，程寒生. 水下生产控制系统的比较与选择[J]. 中国海洋平台，2007，3：47-48.

[5]白勇， 龚顺风， 白强， 等. 水下生产系统手册[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2012.

3 结论

控制系统是水下生产系统的关键所在，也是最容易出现故障的部分，因此控制系统选择的第一原则是有效性和可靠性，同时也应尽可能使控制系统的设备具有简单性和经济性。本文对上述六种水下控制系统的基本类型、单元组成、系统特点和典型应用等方面进行了对比分析，为深水油气田项目的控制系统选型设计提供参考依据。此外在石油行业低迷的困境下，如何实现水下生产系统工程方案设计的降本增效也将成为设计人员关注的重点。作者简介

吴露，机械工程师，硕士，现从事海洋油气工程设计。

（上接第88页）

89.2，7月初期辛烷值较6月份无明显变化，在88.6左右，7月中后期汽油辛烷值在89.6～90之间，汽油辛烷值较6月及7月初提高了1个单位。（2）提高汽油辛烷值方案实施后物料平衡变化明显，说明提高反应温度后裂解反应程度进一步加深。但为了防止反应器及油气线等位置结焦，反应温度不建议再进一步提高。件变化不会太大，汽油辛烷值提高有限，而且随着操作条件的优化，汽油收率有所下降，对装置效益有一定影响。因此催化裂化装置应根据装置特点，在对汽油收率影响不大的前提下，采取最适合的方法提高汽油辛烷值，并通过进一步对催化剂进行优化，达到提高催化汽油辛烷值的目的，以满足汽油质量指标要求。4 结语

采用优化催化裂化装置操作条件的方法能使汽油辛烷值在一定程度上得到提高，但为了装置平稳生产，操作条参考文献

[1]李林，唐铭辰，胡延兴.催化裂化轻汽油醚化催化剂的研究发展[J].化学工业与工程技术,2013,33(4):44-48.

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