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当期目录

2023年 第54卷 第3期    刊出日期:2023-03-12
加工工艺
低生焦、高液体产品产率的催化裂化工艺研究
白旭辉 王翠红 许友好 王新 廖志新
2023, 54(3):  1-6. 
摘要 ( 339 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对加氢重油催化裂化过程碳排放主要来自烧炭再生过程和焦炭产率过高导致碳原子经济性差的问题,提出了优化催化裂化原料性质和提高焦炭产率突变点对应的转化率的技术思路;进而,形成了低生焦、高液体产品产率的催化裂化工艺,并根据目标产品的不同形成了多产燃料油组分、兼产汽油技术方案与多产丙烯、丁烯和燃料油组分方案。结果表明:采用溶剂脱沥青工艺优化加氢重油原料性质后,使用大孔Y分子筛(CGP-1)催化剂的多产燃料油组分、兼产汽油技术方案的焦炭产率降幅为39.52%,液体产品产率增加5.84百分点;使用中孔MFI分子筛(TCC-1)催化剂的多产丙烯、丁烯和燃料油组分方案的焦炭产率降幅为80.05%,液体产品产率提高12.22百分点。
LTAG技术中加氢单元的选择与对比分析
王哲 唐津莲 鞠雪艳 龚剑洪 梁家林 施瑢
2023, 54(3):  7-13. 
摘要 ( 163 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
对比了LTAG工艺工业应用过程中,不同类型加氢装置的应用结果。作为调整柴汽比的重要手段,LTAG的加氢单元可以应用加氢精制、重油加氢及加氢改质等装置,并与催化裂化装置联合,以实现压减柴油产量、增加汽油和液化气产量的目的。加氢单元选择不同的模式,导致加氢LCO性质不同,进而影响精制(或改质)柴油在LTAG过程中的转化率及选择性。在应用过程中,需要结合加氢单元的操作条件,根据加氢LCO性质变化,以及操作范围限定等因素的影响,针对性地调整FCC单元的操作条件才能获得最佳的使用效果。
加氢蜡油性质特征对其催化裂解丙烯收率的影响
梁家林 张璠玢 任亮 李福超 马苏甜 胡志海
2023, 54(3):  14-19. 
摘要 ( 161 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
将沙轻减压蜡油(LVGO)、沙重减压深拔蜡油(HVGO)以及减压蜡油掺脱沥青油(DAO,质量分数为50%)的混合蜡油3种原料分别加氢得到不同氢含量的加氢蜡油,再以加氢蜡油为原料进行催化裂解,探讨不同加氢蜡油性质对催化裂解丙烯收率的影响。HVGO加氢蜡油的催化裂解结果表明,加氢蜡油氢含量和芳碳率与催化裂解丙烯收率的相关性较高。3种氢含量相近加氢蜡油的催化裂解结果表明,掺DAO的混合蜡油加氢产物催化裂解的丙烯收率最高,其次是HVGO,最低的是LVGO。掺DAO的混合蜡油加氢产物中高碳数烃类占比显著高于其他两种加氢蜡油,表明加氢蜡油的碳数分布是影响催化裂解丙烯收率的关键因素之一。对比渣油溶剂脱沥青+蜡油加氢组合工艺与渣油固定床加氢工艺,前者具有更低的投资、更长的运转周期和更优质的加氢产物性质,更适宜作为催化裂解装置原料的生产路线,但能耗高于后者。
加氢裂化装置在压减柴油中的作用分析
姚立松 许红香
2023, 54(3):  20-24. 
摘要 ( 191 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
国内某炼化企业利用加氢裂化装置产品质量好、生产方案灵活的特点,开展了最大化生产非柴油产品、降低柴油收率的工业实践。结果表明:在尚未全面实施压减柴油策略的情况下,该装置平均每年可加工124.2 kt催化裂化柴油和120.4 kt直馏柴油;实施压减柴油策略后,增产轻石脑油方案的轻石脑油收率可达46.29%,增产重石脑油方案的重石脑油收率可达53.41%,增产喷气燃料方案的喷气燃料收率可达46.01%。此外,通过挖掘潜力,装置可生产5号工业白油特种油。在不改变该加氢裂化装置原设计及催化剂级配体系的条件下,通过调整原料配比及性质、优化生产方案等方式,该装置压减柴油能力可达到400 kt/a。
原油蒸馏装置掺炼凝析油的实践经验
孙楚桥
2023, 54(3):  25-28. 
摘要 ( 253 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
凝析油中石脑油组分含量远大于常规原油,原油蒸馏装置掺炼凝析油可为重整装置或乙烯装置提供更多原料,提高经济效益。凝析油的酸值和硫含量一般较低,密度较低,掺炼凝析油对原油蒸馏装置的稳定操作和防腐蚀有一定干扰和技术风险,需要依据设计特性和实际运行情况灵活处置。本文对某原油蒸馏装置掺炼海洋凝析油进行了可行性评估,对实际掺炼过程存在的难点进行了分析。
3 Mt/a柴油加氢装置改造及应用效果
熊伟庭
2023, 54(3):  29-33. 
摘要 ( 177 )   PDF  
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为高比例掺炼催化裂化柴油,提高全厂柴油质量,中国石化茂名分公司对4号柴油加氢装置进行了技术改造,并对改造后的装置进行了标定。结果表明:通过实施新增改质反应器、调整催化剂级配方式、改造分馏塔塔盘数、增设轻柴油侧线汽提塔等措施,改造后装置在催化裂化柴油掺炼质量比为26.5%、精制反应器入口压力为8.55 MPa、精制反应器入口温度为312.5 ℃、改质反应器入口温度为358.0 ℃的条件下,生产出硫质量分数小于10 μg/g、多环芳烃质量分数小于7%的精制柴油, 其十六烷指数为49.1,比原料油提升5.7,装置能耗为293.52 MJ/t,明显优于装置设计能耗。此外,改造装置运行过程中仍存在一些问题,需要进一步优化装置原料组成,降低原料切换频次。
C5/C6异构化装置综合改造方案研究
黎小辉 冀浩文 夏伟 朱玉琴 曹以飞 高鹏轩 马锐 任立鹏
2023, 54(3):  34-41. 
摘要 ( 349 )   PDF  
相关文章 | 计量指标
为了挖掘C5/C6异构化装置产品方案的灵活性,在实现生产高辛烷值异构化汽油的同时联产高纯度化工产品,借助Aspen Plus流程模拟软件分析了Par-Isom-C5/C6异构化技术的“单塔脱戊烷+一次通过”流程的优化改造方向,提出了“双塔+一次通过”“三塔+一次通过”及“多塔+一次通过”3种工艺流程改造方案,并分别对其进行了工艺模拟与优化。结果表明:3种改造方案均可使异构化汽油的研究法辛烷值提高4以上;“双塔+一次通过”方案仅能提升异构化汽油辛烷值,不能联产化工产品;“三塔+一次通过”方案可联产高纯度的异戊烷和混合C4;“多塔+一次通过”方案可联产高纯度的异戊烷、混合C4和环戊烷产品。此外,3种流程改造方案均具有技术可行性,但会不同程度增加能耗,因而可根据市场需求与实际需要,选择适宜的工艺流程改造方案。
烷基化装置掺炼气分碳五的应用措施与效果分析
牛东会 向杰 席绍然 程建丰
2023, 54(3):  42-47. 
摘要 ( 197 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
中国石化洛阳分公司200 kt/a烷基化装置夏季所产烷基化油的量不足以使该公司所产汽油得到充分调合。通过对烷基化反应原理与反应原料组分的分析,得知原料烯烃含量低是造成该装置烷基化油收率低的主要原因。通过研究分析,在原料异丁烷含量充足的条件下,拟掺炼合适比例含有较多烯烃的气分碳五组分至烷基化装置来提高烷基化油收率。对掺炼方案进行可行性分析,发现该掺炼方案可行。进而,将质量比例为8%的气分碳五掺炼至烷基化装置,通过优化反应参数,得到研究法辛烷值为95.3、蒸气压为44.1 kPa、终馏点为195 ℃、密度(20 ℃)为694.2 kg/m3的优质烷基化油;同时,反应原料烯烃体积分数提高1.89 百分点,烷基化油收率提高3.78 百分点,酸耗降低0.48 kg/t,达到多产烷基化油与降低装置酸耗的目的,并使该公司所产汽油得到充分调合,质量满足出厂要求的指标。
催化剂
基于FIB-SEM和TEM的催化裂化催化剂元素分布研究
安谧 徐华 张若霖 张兆前 郑方 王剑
2023, 54(3):  48-53. 
摘要 ( 165 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为了研究催化裂化(FCC)催化剂的失活机理,利用聚集离子束扫描电镜(FIB-SEM)制作透射电镜样品;采用扫描电镜、透射电镜、X射线荧光光谱、X射线能谱等手段,对FCC催化剂单个颗粒及其FIB切片的元素分布进行表征。结果发现:与新鲜剂相比,催化裂化过程中FCC平衡剂上沉积了Fe,Ni,V,Ca,P等元素;随着杂质元素沉积量的增加,催化剂的骨架密度逐渐增大;随着骨架密度增大,催化剂Fe,Ni,Ca含量提高,而其硅铝比、P含量、比表面积降低;Fe,Ni,P元素主要分布在催化剂颗粒外表面,V元素在催化剂内部和外部分布比较均匀。
轻烃蒸汽重整制氢催化剂RSR-101/RSR-102的工业应用
张荣勋 苗小帅 刘铉东 许楠 杨宏喜 黄新羿
2023, 54(3):  54-58. 
摘要 ( 130 )   PDF  
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中石化石油化工科学研究院有限公司开发的轻烃蒸汽重整制氢催化剂RSR-101/RSR-102在中国石化洛阳分公司4×104 m3/h制氢装置首次实现工业应用。工业标定结果表明,在反应压力为2.65 MPa、水碳摩尔比为3.33、转化炉入口温度为508.9 ℃、转化炉出口温度为772.5 ℃的条件下,轻烃折合成甲烷的转化率为79.7 %,制氢装置单位产品的能耗较设计值降低了12.8 %,每生产1 t H2的CO2排放量为8.01 t。制氢装置换装RSR-101/RSR-102催化剂组合后的各项运行参数均达到技术协议要求。
不同Y分子筛调变氧化铝载体对CoMo加氢脱硫催化剂的影响
李佳奇 商辉 周静 李军
2023, 54(3):  59-65. 
摘要 ( 203 )   PDF  
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用4种不同的Y分子筛对氧化铝载体进行调变,采用浸渍法制备CoMo催化剂,通过X射线衍射、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱和高分辨透射电镜等一系列表征,考察不同Y分子筛调变氧化铝载体对催化剂加氢脱硫性能的影响。结果表明:经Y分子筛调变的催化剂结构性质发生了变化,酸量和酸强度均发生了不同程度改变,B酸酸量增加,减弱了活性金属与载体之间的相互作用,形成了更多的CoMoS(Ⅱ)活性相,提高了催化剂的加氢脱硫活性。其中,经HY和YI分子筛调变的催化剂(Cat-A和Cat-C)具有较高的加氢脱硫活性,在反应温度260 ℃、反应压力2 MPa、氢油体积比200、体积空速2 h-1的条件下,Cat-A和Cat-C催化剂对二苯并噻吩模型化合物的脱除率分别为98.67%和99.57%。
基础研究
上流式反应器气-液-固三相床层气含率模型研究
袁胜华 李安琪 王志武 郑进保 伊晓东 方维平 赖伟坤
2023, 54(3):  66-74. 
摘要 ( 128 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
从热力学基本定律--熵增定律和能量最低定律出发,考虑系统宏观动能、势能及内能的转化,通过对系统各种能量的表达,建立上流式反应器气-液-固三相床层气含率与系统条件(如流体流速、黏度、催化剂物性)的定量关系。在热力学定律基础上,提出相关物理量“变动级数”的概念,结合不同操作条件和不同催化剂装填方案的冷模试验,研究流体及催化剂物性对床层气含率的影响规律。采用所建立的气含率模型拟合各种操作条件及多种催化剂装填方案下的试验数据,拟合平均相对偏差均小于5%,参数合理且能反映气、液、固三相性质对床层气含率的影响规律。建立一个优良的模型来描述上流式反应器气-液-固三相床层气含率,对上流式加氢工艺的研究具有重要指导意义。
四氢萘催化裂化反应行为及生焦研究
王永超 严加松 李蕊 王若瑜
2023, 54(3):  75-81. 
摘要 ( 103 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用小型固定流化床(ACE)试验装置,在反应温度为460~540 ℃、质量空速为4~16 h-1范围内研究了模型化合物四氢萘在稀土Y分子筛催化剂(REY-C)和超稳Y分子筛催化剂(USY-C)上催化裂化的反应行为及生焦规律。结果表明:四氢萘在REY-C、USY-C上的裂化产物类型相似,主要生成C3~C5烃以及C6~C10单环芳烃和茚满、甲基茚满、萘等双环芳烃;在REY-C、USY-C上,产物收率由大到小的顺序均为:双环芳烃>单环芳烃>非芳烃;分子筛的酸性强有利于催化裂化反应;焦炭的产率随着反应温度、四氢萘转化率、分子筛酸量的升高而增大,而随着空速的升高而降低。
基于高温裂解仪的氢化芳烃热裂解研究
阚仁俊 达志坚 陈妍 张久顺 魏晓丽
2023, 54(3):  82-89. 
摘要 ( 97 )   PDF  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以顺式十氢萘、反式十氢萘、四氢萘、茚满等为氢化芳烃模型化合物,利用高温裂解仪与气相色谱串联装置快速评价了不同结构氢化芳烃的热裂解性能,研究了其热裂解行为。结果表明:热裂解时,十氢萘以开环裂解反应为主,反应温度升高时,其开环裂解反应选择性降低,脱氢反应和氢转移反应增强,反应物原子利用变得不合理;受苯环大π键影响,四氢萘和茚满环烷环上C—H键的键能较低,其脱氢能力与氢转移能力较强,产物以芳烃为主;氢饱和度高的氢化芳烃是生产低碳烯烃的优质原料,含苯环的芳香基氢化芳烃是生产苯、甲苯、二甲苯(BTX)的优质原料。
节能减排
催化裂化装置碳排放特征及减排措施分析
杨轶男 吴昊 赵晓敏 佟玉文
2023, 54(3):  90-95. 
摘要 ( 245 )   PDF  
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对50余套催化裂化装置20年来碳排放量、碳排放强度及不同排放工质的碳排放情况进行了统计分析,结果表明近年来我国催化裂化装置节能降耗、低碳绿色生产成效显著,进而明确了催化裂化装置碳排放特征,并从原料优化、催化剂选择、工艺操作调整、能量利用效率提升、碳捕集技术实施等方面提出炼化企业催化裂化装置的碳减排方案,助力“双碳”目标实现和能源转型及清洁化生产。
百万吨级乙烯装置配套含硫废碱液处理新技术
宋健健
2023, 54(3):  96-100. 
摘要 ( 208 )   PDF  
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中国石油化工股份有限公司自主研发了某百万吨级乙烯装置含硫废碱液湿式氧化技术,该技术由一体化换热系统、湿式氧化反应系统、两相减压及分离系统组成,采用自主开发的全混流反应器,并开发了分形式气体分布器强化湿式氧化反应中的气液传质,保证了乙烯废碱液工业化处理装置出水的S2-质量浓度小于1 mg/L、COD小于1 200 mg/L,优于同类装置国外技术出水水质。该技术的成功应用,实现了百万吨级乙烯装置配套含硫废碱液处理技术和装置的国产化,打破了国外同类技术在该领域的长期垄断地位。
基于三蝶烯结构聚酰亚胺膜的制备及其H2/轻烃分离性能
袁清 李庚鸿 李苏爽 高雪 周浩力
2023, 54(3):  101-106. 
摘要 ( 145 )   PDF  
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针对微孔聚合物膜较低的通量和较差的溶解性,通过2,3,6,7-四甲酸三蝶烯二酐单体与2,2-双三氟甲基联苯胺的缩聚反应,制备了一种具有自具微孔的三蝶烯聚酰亚胺(T-PI)化合物。三蝶烯基团的引入使得T-PI易溶于多种常用的有机溶剂,且热稳定性良好。将T-PI制备成气体分离膜,T-PI膜对H2和CO2的渗透系数分别达到了518 barrer和810 barrer,对CO2/CH4的理想选择性达到了21.9,接近Robeson气体分离上限(2008年)。将T-PI膜用于H2和5种轻烃混合气的分离,在0.4 MPa的跨膜压差下,T-PI膜可将H2体积分数从32.9%提高到73.7%,表明T-PI膜在低压差下实现H2/轻烃分离的潜力。
苯乙烯焦油引入DCC装置再生器燃烧发生蒸汽的工业试验
赵长斌
2023, 54(3):  107-112. 
摘要 ( 188 )   PDF  
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基于对国内苯乙烯焦油资源化利用现状的调研结果,在深入分析苯乙烯焦油理化性质、组成、热反应曲线、产物分布、结晶物和聚合物成分的基础上,提出了将苯乙烯焦油引入催化裂解(DCC)装置再生器燃烧发生蒸汽的处置方案;进而结合企业的发展规划和装置结构特点,通过小试、中试模拟试验,论证了该方案实施的可行性,并分析了方案的优点和不足。2022年7-9月,在2.2 Mt/a工业DCC装置上成功对该方案进行了工业试验,结果表明:每燃烧1 t焦油可以发生8~10 t过热蒸汽;苯乙烯焦油处理量为3 kt/a时,不会影响DCC装置的平稳运行和再生烟气中有害物的排放,而且可为企业新增经济效益2 000万元/a以上,对毒性较高的苯乙烯焦油实现了合规合法、高效、绿色、高价值的资源化利用。
PACT+WAR工艺处理石化污水工程实例及分析
徐斌 徐冰洁
2023, 54(3):  113-119. 
摘要 ( 157 )   PDF  
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采用粉末活性炭活性污泥法(PACT)- 湿式氧化再生(WAR)工艺处理某石化企业含油、含盐污水,处理规模均为500 m3/h。针对装置运行过程中存在的问题进行了分析和优化,工程运行监测结果表明:该工艺脱氮除碳能力强且耐负荷冲击;含油污水处理后出水COD为36.8 mg/L,降低率为87.8%,氨氮平均质量浓度为0.3 mg/L,平均去除率为97.2%;含盐污水处理后出水COD为48.4 mg/L,降低率为89.9%,氨氮平均质量浓度为0.4 mg/L,平均去除率为98.0%,达到了装置出水水质指标要求;污水处理直接运行成本为3.07元/m3,且实现了装置废气达标排放、生化剩余污泥近零排放,具有较好的示范作用
优化与控制
大数据驱动建模平台技术在加氢裂化工艺预测上的应用
王晨 陆鹏飞 阮冰 杨纪 方友 曹晓红
2023, 54(3):  120-126. 
摘要 ( 239 )   PDF  
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随着炼化装置传感器与集散控制系统的普及,基于数据驱动建模技术对生产大数据的分析、模拟,进而指导生产优化、监测预警,日益成为研究应用热点。总结了数据驱动建模方法,包括多元统计过程控制(MSPC)、机器学习(ML)、深度学习(DL) 等在炼化流程建模优化过程中的应用;介绍了中海油惠州石化有限公司构建的炼化大数据驱动建模平台,以及基于堆叠自编码器(SAEs)-混合高斯模型(GMM)对多模态工况下加氢裂化生产喷气燃料收率的预测。结果表明:炼化大数据驱动模型对加氢裂化过程预测的准确性优异;与传统数据驱动建模相比,该炼化大数据驱动建模平台实现了无代码建模工作流,建模耗时由传统的7 d大幅缩短为2 h左右,显著提升了建模效率。