石蜡基渣油IHCC工艺工业试验研究

王 毅，崔守业，许友好，桂秋芬

(1.淮安清江石油化工有限责任公司，江苏 淮安 223002；2.中国石化石油化工科学研究院)

石蜡基渣油IHCC工艺工业试验研究

王 毅1，崔守业2，许友好2，桂秋芬1

(1.淮安清江石油化工有限责任公司，江苏 淮安 223002；2.中国石化石油化工科学研究院)

介绍了石蜡基渣油IHCC工艺在淮安清江石油化工有限责任公司的工业应用情况。结果表明：与FCC工艺相比，采用IHCC工艺多产轻质油方案时，液体产品收率增加6.18百分点；采用IHCC工艺多产汽油方案时，液体产品收率增加7.27百分点；采用IHCC技术后，汽油烯烃含量有所增加，辛烷值总体略有增加，硫传递系数降低，轻循环油性质明显改善，无油浆产物外甩。

石蜡基渣油 FCC IHCC 焦炭 液体产品收率

我国原油大多偏重，尤其是石蜡基原油中减压渣油收率超过40%[1-2]。为了实现有限石油资源的高效利用，以往通常采用直接催化裂化、溶剂脱沥青-催化裂化和加氢精制预处理-催化裂化等组合工艺处理减压渣油以达到生产轻质油品的目的。石蜡基减压渣油具有氢含量和饱和烃含量高，金属、S和N含量相对较低的特点，从而具有较好的裂化性能，可以直接作为催化裂化原料。尽管石蜡基减压渣油具有较好的裂化性能，但其胶质含量和残炭高，沸点在700 ℃以上的组分约30%，直接采用常规催化裂化工艺处理时，焦炭产率较高，达到了11%，油浆收率高达10.7%，总液体产品收率相对较低，不到73%[2]。随着选择性溶剂在炼油过程应用的发展，人们开发了用溶剂脱除胶质、沥青质的方法，实现了高沸点渣油的冷分离，使得溶剂脱沥青成为渣油深度加工的一个预处理手段，成为从减压渣油制取催化裂化原料的重要途径之一。溶剂脱沥青的产品是脱沥青油和沥青，脱沥青油与直馏馏分油混合可以作为催化裂化原料，使得溶剂脱沥青-催化裂化组合工艺成为处理减压渣油的一种方法。范思远等[3]针对石蜡基减压渣油进行了丙烷脱沥青实验研究，结果表明，由于石蜡基减压渣油蜡含量高，实验过程中会出现堵塞管线问题，并且脱沥青油收率仅为19%～30%。渣油加氢是渣油轻质化的重要途径之一，工业装置运转结果表明，渣油加氢装置较高的投资，可以由催化裂化较高的产品收率和质量以及较低的操作费用来补偿[4-5]。Hidehiro等[6]针对石蜡基常压渣油在加氢精制过程中催化剂失活情况的研究表明，高含蜡、低硫常压渣油在脱金属和脱硫催化剂上加氢处理时，催化剂失活明显快于低含蜡、高硫渣油。

目前国内石蜡基常压渣油通常采用常规的FCC工艺加工，也开发出石蜡基减压渣油的催化裂化工艺(简称VRFCC)。对于石蜡基减压渣油，采用常规的FCC工艺加工，不仅转化率低，油浆收率高，同时焦炭和干气收率高，更严重的是焦炭选择性急剧变差，从而造成重质烃未得到充分利用。中国石化石油化工科学研究院(以下简称石科院)开发的IHCC工艺具有低干气和焦炭产率、无油浆产物的特点，适合处理劣质重油，尤其适合处理加氢重油和石蜡基渣油[7]。扬子石化淮安清江石油化工有限责任公司(以下简称清江石化)针对石蜡基渣油进行了IHCC工业试验研究，取得了较为理想的试验结果，为石蜡基渣油高效利用提供了一条新技术路线。

1 IHCC工业试验装置原则流程

IHCC工业试验装置原则流程见图1。从图1可以看出，IHCC工业试验装置包括HSCC装置、FGO过滤装置和HAR装置。本次试验HSCC装置的加工能力为100 kt/a，HAR装置的加工能力为30 kt/a。

图1 IHCC工业试验装置原则流程

2 石蜡基渣油IHCC工业试验

针对石蜡基渣油含有较多胶质的特点，从工艺条件选择和催化剂性能的调整上尽可能减少石蜡基渣油中胶质缩合生焦，使胶质保留在FGO中，让其在HAR装置上进行加氢饱和，提高其裂化性能。石蜡基渣油IHCC工业试验分为2个生产方案，一是多产轻质油，二是多产汽油。

2.1 原料性质

清江石化主要加工苏北原油，属于石蜡基原油。FCC和IHCC装置标定时所加工的石蜡基常压渣油性质见表1。从表1可以看出，IHCC装置标定时所加工的原料油性质略差于FCC装置标定时所加工的原料油性质，表现为前者密度明显增加，H含量降低，N和S含量增加，饱和烃含量降低，芳烃含量降低，胶质含量明显增加。总体来说，石蜡基常压渣油原料中Ni含量高，Ⅴ含量低，H含量高，饱和烃含量高，芳烃含量低，属于易裂化原料。由于其芳烃含量低，因而影响IHCC工艺应用效果，即液体产品收率提高幅度受到限制。

2.2 再生催化剂性质

FCC技术标定时采用GOR-2催化剂，IHCC技术标定时，HSCC装置采用专用催化剂ASC-2。

2.3 主要操作条件和产物分布

FCC和IHCC技术标定时的主要操作条件和产物分布见表3。从表3可以看出，采用多产轻质油方案时，与FCC技术相比，IHCC技术干气产率降低0.44百分点，降低幅度为13.92%，液化气收率降低4.54百分点，汽油收率增加0.28百分点，轻循环油收率增加10.44百分点，焦炭产率降低0.98百分点，降低幅度为9.80%，多生产0.47百分点的FGO(随FGO过滤器滤渣外甩)，不再生产油浆，油浆收率降低4.94百分点，轻质油收率增加10.72百分点，液体产品(液化气+汽油+轻循环油)收率增加6.18百分点。

表1 原料性质

表2 再生催化剂性质

从表3还可以看出，采用多产汽油方案时，与FCC技术相比，IHCC技术干气产率降低0.53百分点，降低幅度为16.16%，液化气收率降低3.07百分点，汽油收率增加1.66百分点，轻循环油收率增加8.68百分点，焦炭产率降低1.09百分点，降低幅度为10.54%，多生产0.46百分点的FGO，不再生产油浆，油浆收率降低5.71百分点，轻质油收率增加10.34百分点，液体产品收率增加7.27百分点。

从上述数据可以看出，采用IHCC技术后，可以大幅度提高液体收率。如果随FGO过滤器滤渣外甩的FGO返回分馏塔，不再生产FGO，液体产品收率还可以进一步提高。

表3 主要操作条件和产物分布

2.4 氢收率分布

FCC和IHCC技术标定时产物氢收率分布见表4。从表4可以看出：多产轻质油的FCC合计氢收率分布为100.44%；多产汽油的FCC合计氢收率分布为100.78%；多产轻质油的IHCC合计氢收率分布为99.00%；多产汽油的IHCC合计氢收率分布为99.45%。可以看出：FCC和IHCC技术标定的合计氢收率分布误差较小，表明FCC和IHCC技术标定产物分布真实可信；采用IHCC技术后，液体产品氢收率分布增加，表明IHCC技术中氢更多地用于优质产品中，其利用更加合理。

表4 氢收率分布

2.5 汽油性质

FCC和IHCC技术标定时汽油性质见表5。从表5可以看出：多产轻质油方案的FCC、多产汽油方案的FCC、多产轻质油方案的IHCC和多产汽油方案的IHCC的硫传递系数(STC)[8-9]分别为15.73%，16.60%，12.27%，13.55%；烯烃的体积分数分别为35.5%，41.8%，57.3%，54.9%。可以看出，采用IHCC技术后汽油收率增加比较明显，但汽油STC低于FCC。

表5 汽油性质

从表5还可以看出：多产轻质油方案的FCC、多产汽油方案的FCC、多产轻质油方案的IHCC和多产汽油方案的IHCC的汽油RON分别为90.2，90.9，91.0，90.9；MON分别为80.2，80.0，78.7，78.7。可以看出，IHCC的汽油RON略高或与FCC相当，MON略低，考虑到IHCC标定时汽油初馏点略低，IHCC的汽油RON应略高于FCC。

2.6 轻循环油性质

FCC和IHCC技术标定时轻循环油性质见表6。从表6可以看出，与FCC技术相比，采用IHCC技术后，轻循环油性质明显改善，在密度大致相当时，硫含量降低，十六烷值提高。

表6 轻循环油性质

3 结 论

(1) 与FCC技术相比，采用IHCC技术多产轻质油方案时，干气产率降低幅度为13.92%，焦炭产率降低幅度为9.80%；采用IHCC技术多产汽油方案时，干气产率降低幅度为16.16%，焦炭产率降低幅度为10.54%。采用IHCC技术后，汽油烯烃含量有所增加，辛烷值总体略有增加，硫传递系数降低；轻循环油性质明显改善，表现在十六烷值有所增加，硫含量降低。

(2) IHCC技术深度强化了催化裂化技术与加氢处理技术的协同和整合，可以实现生产方案的灵活调整，此次工业试验基本实现了多产轻质油生产方案，多产汽油生产方案还可以进一步加强，实现最大量生产汽油产品。

(3) 石蜡基渣油工业试验的成功为石蜡基渣油原料提供了一条高效利用的途径，解决了以往石蜡基渣油高焦炭产率和高油浆收率的问题，不再生产以往比较难以处理的油浆产物。

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INDUSTRIAL APPLICATION OF IHCC TECHNOLOGY FOR PROCESSING PARAFFINIC RESIDUE OIL

Wang Yi1， Cui Shouye2， Xu Youhao2， Gui Qiufen1

(1.HuaianQingjiangPetrochemicalCompanyLtd.，Huaian，Jiangsu223002； 2.SINOPECResearchInstituteofPetroleumProcessing)

The industrial application of IHCC technology for processing paraffinic residue in Huaian Qingjiang Petrochemical Co. Ltd. was introduced. The results show that comparing with FCC technology， the liquid yield is increased by 6.18 percentage points in the maximum light liquid product scheme； while the liquid yield is increased by 7.27 percentage points according to the maximum gasoline scheme. Upon using the IHCC technology， the olefins content and the octane number of gasoline are increased slightly， the STC of gasoline is decreased， the properties of LCO is improved significantly， and the zero slurry is realized.

paraffinic residue oil； FCC； IHCC； coke； liquid yield

2016-03-21； 修改稿收到日期： 2016-05-15。

王毅，高级工程师，从事生产管理工作。

桂秋芬，E-mail：quiqf.yzsh@sinopec.com。

国家科技支撑计划课题资助项目(2012BAE05B05)。