催化裂化装置掺炼加氢尾油对产品分布的影响分析

催化裂化装置掺炼加氢尾油对产品分布的影响分析

杨栋羽 李萌

中国石油哈尔滨石化公司

摘要：在石化产业蓬勃发展的当下，原料多元化与复杂性并行，如何高效利用原料提升产品效益成为核心诉求。催化裂化作为关键炼油工艺，其产品分布优化至关重要。加氢尾油作为优质二次原料，化学组成独特、氢碳比适宜、饱和烃丰富。将其掺炼入催化裂化原料，为改善产品分布带来契机。研究此掺炼过程对产品分布影响意义深远，关乎企业成本控制、产品质量升级及市场竞争力提升，可助力企业精准调配资源、满足市场动态需求、实现可持续发展，故深入探究势在必行。

关键词：催化裂化装置；掺炼加氢尾油；产品分布；影响

引言

随着石化工业的发展，原料的多样性和复杂性不断增加，如何有效利用这些原料，提高产品收率和品质，成为石化企业面临的重要课题。加氢尾油作为一种优质的二次加工原料，其掺炼对催化裂化装置的产品分布和品质具有显著影响。因此，研究加氢尾油掺炼对催化裂化产品分布的影响，对于优化催化裂化工艺、提高产品附加值具有重要意义。

一、加氢尾油中的独特成分

加氢尾油化学组成独特，其饱和烃含量颇高，链烷烃为主要构成部分。此类链烷烃氢饱和度高，具良好热稳定性，反应活性温和，于催化裂化反应中倾向裂解为小分子烃类气体与轻质液体烃，而非缩合生焦。芳烃含量相对较低，极大程度减少生焦前身物生成。少量环烷烃存在可影响产物分子结构与性质，微量杂质如硫、氮及金属元素虽少，却对催化剂活性、选择性及寿命影响关键，硫、氮致催化剂中毒失活，金属杂质干扰活性中心，左右催化反应进程与产品分布走向。

二、催化裂化装置掺炼加氢尾油对产品分布的影响

其一，气体产品中干气产量波动，氢气与甲烷比例调整，液化气中烷烃增多，烯烃含量受干扰，影响炼厂气体利用与燃料气系统平衡。其二，液体产品方面，汽油产量常增加，品质受尾油特性影响，需深度精制。柴油产量减少，十六烷值及物理属性变化，挑战市场供需。油浆质量与数量均降，影响下游应用。其三，焦炭产率大幅降低，因尾油特性稀释生焦前驱物，饱和烃裂解吸热影响反应热平衡。随着掺炼比例增加，焦炭产率持续下滑，虽有利于焦化装置稳定运行，减少运维成本与停工风险，但也冲击焦炭销售及产业链。企业需重新评估效益，拓展焦炭利用新途径或调整生产规划，以重建物料平衡，应对产品分布变化带来的挑战。

三、催化裂化装置掺炼加氢尾油影响产品分布的原因分析

加氢尾油富含饱和烃且芳烃含量相对较低，其饱和烃中的链烷烃具有较高的氢饱和度和较好的热稳定性，在催化裂化反应中反应活性相对温和，倾向于发生裂解反应生成小分子烃类气体和轻质液体烃，而非深度缩合生成焦炭，这从源头上改变了产品的生成走向。在掺炼后，催化裂化反应历程发生显著变化。加氢尾油的加入改变了反应体系的热平衡，因其裂解反应吸热而影响整体反应温度场，进而影响各反应速率。它与基础原料竞争催化剂活性中心，影响其他反应物的吸附与转化，改变了裂化、氢转移、异构化等反应的比例关系，使得产品分布在气体、液体和焦炭等方面都产生相应的调整与变化。

四、催化裂化装置掺炼加氢尾油对产品分布影响的解决思路

（一）优化催化剂配方

针对加氢尾油掺炼后的反应特性，研发适配的催化剂。分析加氢尾油化学组成，调整催化剂酸性中心分布与强度，使其能更好地促进饱和烃裂解生成目标产品，同时抑制不利副反应。适当增加中强酸中心比例，利于轻质烃类生成且减少过度裂化。加强催化剂的抗金属污染能力，因为加氢尾油携带少量金属杂质影响催化剂活性与选择性。通过实验室小试与工业侧线试验，筛选出能提高汽油收率、改善汽油辛烷值且控制焦炭产率的催化剂配方。优化催化剂的制备工艺，确保其物理结构与机械强度满足长周期运行要求，提高在掺炼工况下的稳定性与耐用性，从而精准调控产品分布。进一步探究催化剂活性组分与载体间相互作用，采用新型载体材料提升分散度与稳定性。引入稀土元素改性，增强热稳定性与抗积炭能力，延长使用寿命。强化助剂研发，优化孔结构分布，提高反应物扩散效率，确保在复杂原料环境下，持续精准催化，稳定提升产品质量与经济效益。

（二）精准控制反应条件

根据加氢尾油掺炼比例与性质，精确调整催化裂化反应温度、压力、剂油比等参数。优化压力控制，维持适宜的油气分压，促进反应平衡向期望产物方向移动。精细调节剂油比，保证催化剂与原料充分接触，提高反应效率。利用先进的在线监测与控制系统，实时监测反应过程中的关键参数如产品收率、产品质量指标等，及时反馈并自动调整反应条件。建立反应条件与产品分布的数学模型，通过模拟计算预测不同工况下的产品分布，为实际操作提供科学依据，实现反应条件的智能化精准控制，稳定产品分布并提升经济效益。

（三）原料预处理与掺炼比例优化

在掺炼前对加氢尾油进行进一步预处理，去除其中影响催化裂化反应的杂质或不稳定组分。采用加氢精制深度处理技术，降低硫、氮等杂质含量，减少对催化剂活性的抑制作用。通过分馏等手段调整加氢尾油的馏程范围，使其与催化裂化装置基础原料更好地匹配。科学优化加氢尾油与基础原料的掺炼比例，通过大量实验研究与工业实践数据积累，确定不同产品需求下的最佳掺炼比例范围。考虑市场对汽油、柴油、气体产品等的需求动态变化，灵活调整掺炼比例以适应市场变化并优化产品分布。建立原料性质与产品分布的数据库，结合大数据分析技术预测不同掺炼方案下的产品分布趋势，辅助决策制定合理的原料预处理与掺炼比例策略，实现资源的高效利用与产品效益最大化。

（四）产品精制与后加工工艺整合

对于因掺炼加氢尾油而导致性质变化的产品，加强精制工艺。针对柴油产品，利用加氢改质等工艺改善其十六烷值、降低密度与硫含量，提升柴油品质。整合后加工工艺，将催化裂化装置与下游烷基化、异构化等装置紧密联合。将催化裂化产生的液化气中合适组分输送至烷基化装置生产高辛烷值烷基化汽油，提高汽油池整体质量与效益。对重质馏分油可考虑加氢裂化等工艺进一步转化为轻质油品，优化产品结构。通过建立产品质量与后加工工艺参数的关联模型，优化各装置间的物料平衡与操作条件，实现全流程的协同优化，最大程度降低因掺炼加氢尾油对产品分布影响带来的负面效应，提升整体炼油效益。

结束语

综上所述，催化裂化装置掺炼加氢尾油对产品分布影响显著，有提高轻质油收率、降低焦炭产率等优势，也因产品性质变化带来挑战。通过催化剂、反应条件、原料与产品处理等多环节，为应对影响指明方向。炼油企业实际生产时，需综合考虑装置特点、市场和效益等因素，应用成果优化工艺，保障质量，提升效率与效益，推动行业可持续发展。

参考文献

[1]邓遵安,蔡国晏,李阳.高比例掺炼催化裂化油浆对延迟焦化装置的影响[J].石油炼制与化工,2022,53(12):8-12.

[2]陈晓梅.加氢裂化-异构脱蜡联合装置掺炼轻脱油运行研究[J].化工管理,2022,(34):151-155.

[3]刘孝川,徐长磊,苏灿.焦化汽柴油加氢装置掺炼催化裂化柴油工业试验[J].石油炼制与化工,2022,53(07):30-35.

[4]周世岩,顾望,刘骅,等.加氢裂化装置优化运行总结[J].炼油技术与工程,2020,50(10):19-21.

[5]谷云格,徐亚明.润滑油加氢装置运行末期的生产状况分析[J].石油炼制与化工,2019,50(03):68-71.