大庆石化公司1.2 Mt· a^-1加氢裂化装置原设计主要设施有反应器、氢气压缩机、泵组、高低压冷换设备、塔器、高低压容器及构筑物。改造主要为优化装置结构, 目的是将生产中间馏分油生产方案改造为重石脑油生产方案, 装置规模不变, 操作弹性60%~110%, 设计年开工8 000 h。由于产品结构调整, 重石脑油产品收率大幅增加, 航煤、柴油和尾油收率降低, 对原有的分馏部分流程影响较大, 因此配合设计公司主要进行反应部分和分馏部分的改造, 加氢裂化装置反应部分和分馏部分改造设计如图1所示。

图1

Figure 1

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	图1 加氢裂化装置反应部分和分馏部分改造设计Figure 1 Modification design of reaction part and fractionation part of hydrocracking unit

反应部分流程改造主要包括加氢裂化冷氢阀、循环氢压缩机、调整装置换热流程、新增热高分气/冷低分换热器。改造循环氢压缩机, 根据石脑油型加氢裂化装置氢耗情况, 对循环氢压缩机最大负荷进行试验, 由于更换为石脑油型催化剂后, 裂化反应深度增加, 床层温升更加明显, 循环氢气量随之增大, 该负荷无法满足改造后负荷要求, 因此在循环氢压缩机及汽轮机的基础与机身外壳改变不大的情况下, 对内部构件进行改造。对循环氢压缩机进行扩能改造, 循环氢压缩机最大流量由250 000 m³· h^-1提高至300 000 m³· h^-1。装置换热流程调整为充分利用分馏塔中回流热量, 为重石脑油重沸器提供热源, 由于重石脑油收率提高, 热高分气量大幅增加, 新增一台热高分气与低分油换热器, 提高装置热量回收虑, 降低装置能耗。

分馏部分流程改造主要包括更换部分换热器及空冷器、调整换热流程、改造石脑油分馏塔、更换部分机泵、分馏进料加热炉改造。分馏塔是分馏系统的核心设备, 更换催化剂后各产品分布大幅改变, 分馏塔顶负荷升高, 无法满足改造后的生产要求, 采用将塔顶部十层塔盘更换为规整填料, 剩余40层塔盘进行内构件更换的方法。这一做法是中国石油石脑油型加氢裂化装置改造的首次创新。石脑油分馏塔更换过程中采用与脱气塔联合基础的形式, 避免了旧塔拆除后新塔重新打地基的工序, 将更换石脑油塔的工期缩短了至少1个月, 最大化减少施工量, 缩短施工周期, 降低改造成本。

本装置改造依据产品结构特点, 在改造设计过程中以节省投资、最大可能利旧为目的, 在基础与机身外壳改变不大的情况下, 通过对内部构件进行改造, 最大化节约投资, 减少施工量, 缩短施工周期。

炼油厂1.2 Mt· a^-1加氢裂化工艺为单段一次通过流程, 采用石油化工研究院自主开发的PHT-01加氢精制催化剂和PHC-05加氢裂化催化剂。装置设有预处理反应器R-3101和裂化反应器R-3102, 其中, R-3101反应器有2个床层, R-3102反应器有4个床层。R-3101采用普通装填方式, 第一床层装填PHT-P保护剂和齿球型PHT-01加氢精制催化剂, 第二床层装填齿球型PHT-01加氢精制催化剂, 平均装填密度0.775 t· m^-3。R-3102采用普通装填方式装填加氢裂化催化剂PHC-05, 平均装填密度0.834 t· m^-3, 裂化反应器底部装填精制催化剂PHT-01。催化剂装填历时5 d。PHC-05催化剂物化性能如表1所示。由表1可以看出, PHC-05催化剂物化性能均达到技术协议指标要求。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 PHC-05催化剂物化性能 Table 1 Physical and chemical properties of PHC-05 catalyst 侧压强度/N· cm-1 ≮ 180 堆积密度/g· mL-1 0.80~0.90 颗粒直径/mm 1.40~1.70 粒度分布[(3~8) mm]/% ≮ 85 ω (WO3)/% ≮ 20.0 ω (NiO)/% ≮ 2.0 孔容/mL· g-1 ≮ 0.25 比表面积/m2· g-1 ≮ 240

表1 PHC-05催化剂物化性能 Table 1 Physical and chemical properties of PHC-05 catalyst

表6为大庆石化公司1.2 Mt· a^-1加氢裂化装置改造前后运行情况。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 大庆石化公司1.2 Mt· a-1加氢裂化装置改造前后运行情况 Table 6 Products distribution of 1.2 Mt· a-1 hydrocracking unit in Daqing Petrochemical Company before and after modification 改造后 改造前 ω (轻石脑油)/% 11.47 5.9 ω (重石脑油)% 45.69 15.40 ω (芳潜)% 40.4 40 ω (航煤)% 22.95 26.40 烟点/mm 37.1 34.70 ω (柴油)% 8.17 34.40 ω (尾油)% 12.02 15.40 BMCI 3.8 8.0 化工原料收率/% 69.18 36.7

表6 大庆石化公司1.2 Mt· a-1加氢裂化装置改造前后运行情况 Table 6 Products distribution of 1.2 Mt· a-1 hydrocracking unit in Daqing Petrochemical Company before and after modification

由表6可以看出, 改造后重石脑油收率提高30.29%, 化工原料收率提高32.48%, 航煤收率22.95%, 柴油收率显著降低, 实现了压减柴油增产, 化工原料兼产航煤的需求。产品质量方面, 本周期航煤和尾油产品质量获得显著改善, 航煤烟点提高2.4个单位, BMCI相比上周期降低4.2个单位, 可作为优质乙烯裂解原料。以上结果表明, 装置技术改造后, 实现了中间馏分油(航煤和柴油)生产方案变更为重石脑油生产方案的预期目标, 提高重石脑油收率作为重整原料的同时, 兼顾生产部分3^#喷气燃料。

大庆石化公司为应对炼化转型需求, 采用多产重石脑油兼产喷气燃料的生产方案对1.2 Mt· a^-1加氢裂化装置进行技术改造, 装置规模不变。在装置改造后新操作周期, 采用与该技术匹配的PHT-01预处理催化剂和PHC-05加氢裂化催化剂, 工艺流程为单段一次通过流程。装置改造后运行稳定, C5+液体收率达100.3%, 轻石脑油收率11.47%, 重石脑油收率45.69%, 航煤收率22.95%, 与改造前相比, 重石脑油收率提高30.29%, 化工原料收率提高32.48%, 航煤烟点提高2.4个单位, BMCI相比上周期降低4.2个单位。柴油收率显著降低, 满足了压减柴油增产化工原料兼产航煤的需求, 提高重石脑油收率作为重整原料的同时, 兼顾生产部分3^#喷气燃料以及满足国Ⅴ 标准的柴油调合组分, 实现了多产重石脑油和喷气燃料、改善化工原料质量的预期目标。