CRC 技术在大港石化公司催化裂化装置的工业应用

张爱红，张兆涛，马从照

（中国石油大港石化分公司，天津大港 300280）

大港石化公司140 万吨/年重油催化裂化装置由中国石化工程建设公司设计，1996 年12 月建成投产，采用两段再生工艺，主要加工大港原油的减压蜡油、减压渣油和焦化蜡油。为进一步提高液收、降低装置能耗，实现反应温度和剂油比的灵活调节，2012 年6 月采用洛阳维达石化工程有限公司开发、设计的冷再生催化剂循环（CRC）专利技术对装置进行改造。

1 CRC 技术原理及改造内容

采用冷再生剂循环催化裂化技术（CRC—FCC）在再生催化剂循环线路上增加冷却器降低再生催化剂的温度，实现“低温接触、大剂油比、高催化剂活性”的反应要求，同时为噻吩硫化物向H2S 转移的氢转移反应提供更有利的条件[1]，达到改善产品分布，提高总液收，改善汽油产品质量，降低装置能耗，从而提高装置经济效益的目的。

改造主要内容包括将原脱气罐拆除、在原脱气罐位置新增一台CRC 再生剂冷却器；拆除原一中原料换热器，新增2 台原料蒸汽换热器。

2 原料油性质及操作条件

2.1 原料油性质

改造标定期间原料油性质（见表1）。由表1 看出，与空白标定相比，原料2 %回收温度由332 ℃增至361 ℃；原料族组成有所变化，饱和份、沥青质含量降低，芳香份、胶质含量增加。但原料的主要性质：残炭、密度、重金属、硫含量基本相同。

2.2 主要操作条件

装置空白标定期间由于半再生滑阀漏量，为保证正常的催化剂循环，采取“高反应温度、低催化剂活性”方案来控制合适的反应深度。CRC 标定期间主要按照CRC 设计条件，并兼顾汽油辛烷值的方案进行生产。由表2 可以看出，改造标定期间操作条件与设计条件基本相符。

表2 主要操作条件

3 标定结果及讨论

3.1 产品分布

与空白标定相比,采用CRC 改造后,汽油收率增加6.62%，柴油收率降低6.31%，液化气收率增加1.68%，干气收率降低1.07 %，油浆收率降低0.93 %，生焦率基本持平，轻油收率增加0.31 %，总液收增加1.99 %，两次标定产品分布数据（见表3）。

表3 产品分布

实施CRC 改造后，再生催化剂冷后温度降低32 ℃，剂油比增加0.91，实现了“低温接触、大剂油比、高催化剂活性”的反应要求，有效的促进了遵照正碳离子机理进行的催化裂化反应，抑制了热裂化反应[2]。干气产率明显降低，总液收显著增加，达到了改善产品分布的目标。

与空白标定相比，CRC 改造后剂油比提高，剂油比焦增加；而反应温度降低，催化焦降低。两种因素综合来看，装置生焦基本持平。

3.2 产品性质

3.2.1 汽油性质 改造后稳定汽油族组成发生变化：饱和烃含量增加2.76 %，烯烃含量降低8.72 %，芳烃含量增加5.96 %，稳定汽油总硫含量降低27 mg/L。这是因为改造后剂油比增加，相对增加了催化剂活性中心，有利于氢转移、芳构化反应的结果。

改造后汽油辛烷值（RON）下降0.7 个单位。主要是由于改造后原料性质、汽油切割点的影响。

原料性质影响：改造后催化原料中缺少了3 %的减一线馏分，原料初馏点大幅提高，族组成发生变化，原料性质的变化对汽油辛烷值造成影响。试验证明，原料中掺入减一线馏分比例为1.23 %时，在相同反应条件下，辛烷值增加约0.5 个单位。按此影响比例，由于原料性质变化影响辛烷值降低约1 个单位。

汽油馏程影响：改造后标定期间汽油干点提高了22.9 ℃，由于高辛烷值的低碳烯烃存在于沸点较低的汽油馏分中，而干点提高，汽油芳烃含量增加，综合看，汽油干点提高辛烷值下降。本公司化验分析数据表明，汽油馏程影响辛烷值降低约0.2 个单位。

去除以上影响因素，CRC 改造后催化汽油辛烷值增加0.5 个单位。

表4 稳定汽油性质数据

3.2.2 柴油性质 柴油性质数据（见表5）。由表可知，与空白数据相比，改造标定时混合柴油十六烷值增加1.6 个单位，密度、初馏点、凝点上升，95 %点稍有下降，这是改造标定期间改变汽柴油切割点，柴油初馏点升高的影响。柴油主要性质未发生大的变化。

表5 柴油性质数据

3.2.3 液化气组成 由表6 可以看出，稳定液化气中丙烯含量由35.91 %增加至38.11 %，增加2.2 %。主要因为液化气产品中除催化自产液化气外，还包括不含丙烯的重整以及加氢裂化装置的液化气，排除外来液化气因素的影响后，两次标定期间催化液化气中的丙烯含量无明显变化。

表6 液化气性质数据

3.2.4 干气组成 干气组成数据（见表7）。由表7 可知，干气中H2含量明显增加。主要原因是“低温、大剂油比”促进了催化裂化反应中芳构化和氢转移反应[3]，芳构化反应脱氢远大于烯烃饱和的氢转移耗氢数量，干气中H2含量大幅增加。

表7 干气分析数据

3.3 能耗分析

CRC 技术的特点是强化正碳离子反应，增强了氢转移、异构化等放热反应，在保持同样的转化率情况下反应需热有所降低，因此再生总取热会增加。

两次标定能耗变化数据（见表8）。装置进行CRC改造后，总蒸汽及除氧水能耗降低7.03 kgEO/t 原料，烧焦能耗基本持平，装置总能耗降低6.73 kgEO/t 原料，节能效果显著。

4 CRC 改造后的经济效益分析

相关原料和产品的价格（见表9）。

从表10 可以看出，按催化装置加工能力140 万吨/年估算，进行CRC 改造后当年产生的效益为7 422万元。

表8 装置总能耗对比

表9 相关原料及产品价格

表10 CRC 改造经济效益计算表

5 结论

从装置的标定结果及运行情况看，催化裂化装置实施CRC 技术改造后，装置运行正常，操作平稳，调节灵活；增强了正碳离子反应，降低了热裂化反应，反应温度和剂油比可灵活调节。产品分布得到优化，产品质量明显改善，能耗大幅降低，经济效益可观。表明大港石化CRC 技术的工业应用取得成功。

［1］ 赵博艺，杨朝合，山红红，等.温度和剂油比对汽油催化裂化脱硫的影响［J］.催化学报，2001，11（6）：595-596.

［2］ 陈俊武.催化裂化工艺与工程［M］.北京：中国石化出版社，2005：131-137.

［3］ 王虎，王东明，田爱珍，等.催化裂化汽油芳构化影响因素研究［J］.石化工业应用，2009，28（4）:16-19.