國內(nèi)FCC工藝進展及面臨問題

國內(nèi)FCC技術(shù)進展及面臨問題石油化工科學研究院1【化工油報】2國內(nèi)FCC技術(shù)開發(fā)歷程IHCCMIP車用汽油生產(chǎn)途徑面臨問題及討論內(nèi)容大綱我國50年催化裂化技術(shù)開發(fā)歷程2024年2月19日3流化床+無定形硅鋁（回煉比高，汽油產(chǎn)率低，烯烴高）提升管+分子篩（回煉比低，汽油產(chǎn)率高，烯烴低）外取熱器、高效噴嘴、USY等（回煉比，汽油產(chǎn)率低，烯烴高）串聯(lián)變徑提升管-MIP（單程，汽油產(chǎn)率高，烯烴低）催化裂化和加氫集成-IHCC，高效利用多環(huán)芳烴，實現(xiàn)煉油從追求高轉(zhuǎn)化率向高選擇性轉(zhuǎn)變，已實現(xiàn)工業(yè)化，正推廣應(yīng)用蠟油渣油原料油不斷重質(zhì)化劣質(zhì)渣油多產(chǎn)輕質(zhì)油的IHCC技術(shù)

開發(fā)與工業(yè)試驗中文全稱：多產(chǎn)輕質(zhì)油的FGO選擇性加氫和選擇

性催化裂化集成技術(shù)英文全稱：IntegrationofFGOHydrotreating

andHighlySelectiveCatalytic

CrackingforMaximizingLiquidYield(簡稱

IHCC)兩個子工藝（1）FGO選擇性加氫（HAR）

（2）選擇性催化裂化（HSCC）45IHCC工藝流程目錄開發(fā)目的試驗現(xiàn)象創(chuàng)新點應(yīng)用效果結(jié)論與展望6IHCC技術(shù)開發(fā)目的大幅度降低干氣和焦炭產(chǎn)率，不外甩油漿降低或消滅低附加值產(chǎn)品，原料碳氫分布更加合理拓展FCC工藝功能生產(chǎn)方案切換更加靈活：液化氣+汽油方案、汽油方案（可以不生產(chǎn)輕循環(huán)油）、輕質(zhì)油方案生產(chǎn)重餾分油作加氫處理原料強化煉油技術(shù)的組合，提高煉油技術(shù)的水平深度強化催化裂化技術(shù)與加氫處理技術(shù)協(xié)同和整合發(fā)揮各單元技術(shù)的優(yōu)勢，使目的產(chǎn)品選擇性處于最佳水平開發(fā)低碳能源技術(shù)，實現(xiàn)石油資源高效利用提高原料中碳氫有效利用率大幅度提高液體產(chǎn)品產(chǎn)率試驗現(xiàn)象分析8

當轉(zhuǎn)化率大于一定值后，焦炭產(chǎn)率急劇增加，原料越重，對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越低試驗最佳轉(zhuǎn)化率區(qū)間

FCC工藝轉(zhuǎn)化率正常值偏離最佳轉(zhuǎn)化率區(qū)間正好落在最佳轉(zhuǎn)化率區(qū)間IHCC工藝理念對于劣質(zhì)原料油，轉(zhuǎn)化率與選擇性之間矛盾較大，并隨著原料油變差，矛盾越大，其矛盾原因在于原料中多環(huán)芳烴參與反應(yīng)IHCC工藝理念改變了FCC工藝追求高轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)向追求目的產(chǎn)品高選擇性，而帶來的問題就是原料中多環(huán)芳烴未充分轉(zhuǎn)化多環(huán)芳烴主要留在300℃~500℃餾分油（FGO）中，關(guān)鍵如何加工這部分餾分油IHCC工藝開發(fā)關(guān)鍵步驟01020304生成FGO分離FGO加氫飽和FGO轉(zhuǎn)化加氫FGOIHCCIHCC工藝創(chuàng)新點工藝理念：從追求高轉(zhuǎn)化率向追求高選擇性轉(zhuǎn)變；反應(yīng)化學：利用多環(huán)芳烴在反應(yīng)過程中存在的時空約束，而不是消除此時空約束以保留多環(huán)芳烴，以

及多環(huán)芳烴定向加氫以提高氫利用率；工藝流程：從原料油分子結(jié)構(gòu)上強化加氫和催化裂化技

術(shù)的集成，而不是用餾程范圍來劃分加氫和

催化裂化原料；關(guān)鍵技術(shù)：HSCC工藝開發(fā)、HAR工藝開發(fā)、及兩者集

成、專用催化劑開發(fā)、FGO中固含量分析方

法、汽油后處理技術(shù)的開發(fā)關(guān)鍵設(shè)備：新鮮催化劑老化裝置、FGO過濾系統(tǒng)IHCC工藝流程競爭力13原料油的適應(yīng)性好；產(chǎn)品生產(chǎn)方案切換高度靈活（最大量汽油、或柴油等）；生產(chǎn)裝置操作彈性強IHCC工業(yè)裝置工藝類型FCCFCCIHCCIHCC原料密度)/(kg

m-3)898.8899.0907.3907.3原料殘?zhí)?%5.385.675.455.4標定方案多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)汽油產(chǎn)物分布/%

干氣3.163.282.722.75油漿4.945.71

焦炭10.0010.349.029.25液體產(chǎn)品/%81.1979.8187.3787.08石蠟基常壓渣油標定主要結(jié)果應(yīng)用效果多產(chǎn)輕質(zhì)油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加6.18百分點多產(chǎn)汽油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加7.27百分點應(yīng)用效果工藝類型FCCIHCCIHCC原料密度)/(kg

m-3)928.6930.6930.6原料殘?zhí)?%5.154.775.06標定方案多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油產(chǎn)物分布/%

干氣3.562.101.94油漿6.38

焦炭9.748.987.69液體產(chǎn)品/%80.0588.6190.09多產(chǎn)汽油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加8.56百分點，且汽油產(chǎn)率超過50%多產(chǎn)輕質(zhì)油方案：IHCC液體產(chǎn)品增加10.04百分點加氫重油標定主要結(jié)果應(yīng)用效果原料中的碳氫有效利用率工藝類型FCCIHCC標定方案多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油原料油產(chǎn)率碳含量氫含量產(chǎn)率碳含量氫含量原料100.087.2612.19100.087.5212.19+0.49EC79.8389.64EH85.2691.70應(yīng)用效果汽油主要性質(zhì)工藝類型FCCIHCCFCCIHCC原料類型石蠟基常渣加氫重油反應(yīng)溫度/℃506508509495體積族組成/%芳烴17.815.023.820.2烯烴35.557.323.830.9汽油辛烷值RON90.291.090.389.0MON80.278.780.178.7應(yīng)用效果方案多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油工藝類型FCCIHCC差值FCCIHCC差值單位標準油/(kg

t-1)105.5102.1-3.4105.2100.0-5.2石蠟基常壓渣油裝置能耗方案多產(chǎn)汽油多產(chǎn)輕質(zhì)油工藝類型FCCIHCC差值FCCIHCC差值單位標準油/(kg

t-1)104.5102.2-2.3104.599.7-4.8加氫重油裝置能耗應(yīng)用效果常壓渣油原料液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加超過6個百分點以上加氫重油原料液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加超過10個百分點IHCC工藝開發(fā)空間IHCC與RDS技術(shù)集成

降低RDS操作苛刻度，延長RDS操作周期或替代RDS渣油中VGOIHCC工藝產(chǎn)品方案更加靈活性

通過調(diào)整FGO餾程范圍（初餾點300℃、330℃、350℃以上,即LCO量）或FGO流量以實現(xiàn)生產(chǎn)方案多樣化配套技術(shù)的開發(fā)

與輕汽油醚化技術(shù)等技術(shù)組合IHCC一體化技術(shù)基于IHCC工藝，開發(fā)IHCC一體化技術(shù)，目標大幅度提高煉油企業(yè)盈利能力，生產(chǎn)國六車用汽油和柴油；一體化內(nèi)容包括IHCC工藝應(yīng)用，LCO重餾分切割到FGO中，汽油輕組分醚化等技術(shù)。2024年2月19日22IHCC一體化投資匯總（1000萬噸/年）2024年2月19日23應(yīng)用推廣經(jīng)濟效益（1000萬噸/年）2024年2月19日24經(jīng)濟效應(yīng)極其顯著，千萬噸煉油廠稅后利潤約為4億應(yīng)用推廣社會效益（1000萬噸/年）2024年2月19日25全部生產(chǎn)94#國六汽油，減少柴油量，產(chǎn)生巨大的社會影響，為國六汽油生產(chǎn)技術(shù)提供新途徑結(jié)論與展望石蠟基常壓渣油和加氫重油的IHCC的液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加幅度均超過預期目標；IHCC工藝適合處理劣質(zhì)重油，尤其適合石蠟基減壓渣油，增加了煉油廠處理劣質(zhì)原料油的適應(yīng)性；IHCC工藝的產(chǎn)品生產(chǎn)方案切換更加靈活，可隨時調(diào)整以滿足市場需求；IHCC工藝技術(shù)可以與RDS技術(shù)深度集成，從而提高RDS裝置運轉(zhuǎn)周期；IHCC高烯烴汽油經(jīng)處理后可滿足國Ⅵ車用汽油標準；部分解決中國石油化工能效倍增與二氧化碳排放問題27MIP技術(shù)特點及其應(yīng)用內(nèi)容大綱28開發(fā)背景MIP技術(shù)特點MIP汽油特點MIP技術(shù)應(yīng)用開發(fā)背景29在我國車用汽油池中，催化汽油約70%，重整汽油約20%，其他汽油約10%；催化汽油質(zhì)量的高低嚴重影響車用汽油質(zhì)量的升級步伐（烯烴和硫含量）；我國催化裂化技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，具有足夠的能力應(yīng)對目前的挑戰(zhàn)；MIP產(chǎn)物產(chǎn)率及汽油性質(zhì)特點3031原料較小的烴類＋烯烴氫轉(zhuǎn)移異構(gòu)化

異構(gòu)烯烴歧化

氫轉(zhuǎn)移

異構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴＋芳烴異構(gòu)烷烴／烷烴第一反應(yīng)區(qū)

第二反應(yīng)區(qū)

裂化MIP工藝過程反應(yīng)化學特點一特點二（參考催化裂化化學與工藝）氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：負氫離子轉(zhuǎn)移

失質(zhì)子反應(yīng)雙分子裂化：負氫離子轉(zhuǎn)移

b鍵斷裂反應(yīng)強化氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)必然強化雙分子裂化反應(yīng)，從而提高重油轉(zhuǎn)化能力，增加汽油收率催化裂化反應(yīng)器演變歷程MIP反應(yīng)器具有自主知識產(chǎn)權(quán)MIP技術(shù)方案多產(chǎn)汽油（MIP）多產(chǎn)汽油和丙烯（MIP-CGP）多產(chǎn)輕質(zhì)油多產(chǎn)高辛烷值汽油（MIP-LTG）降低干氣和焦炭（MIP-DCR）3334汽油烯烴含量在大幅度降低的情況下，RON有所增加（除個別裝置外），MON明顯地增加，在多產(chǎn)液化氣方案時，汽油的RON和MON均增加近2個單位，硫與原料中的硫之比降低約為30%~50%，苯含量較低，一般低于1.0%MIP汽油性質(zhì)特點35異構(gòu)烷烴含量高，尤其異戊烷和異已烷含量較高；烯烴含量低，且與FCC汽油烯烴組成存在差異；芳烴含量高，苯含量低；MIP汽油組成特點36工藝類型MIPFCC汽油質(zhì)量組成/%直鏈烯烴-11.411.93直鏈烯烴-26.838.68直鏈烯烴-3+1.112.94支鏈烯烴-18.2410.30支鏈烯烴-210.189.70。。。。。。。。。。合計32.9640.78支鏈/直鏈比1.981.48支鏈-2/支鏈-11.240.94汽油烯烴組成差異37直鏈烯烴明顯地低于FCC汽油，尤其是直鏈烯烴-1；盡管支鏈烯烴-1含量低于FCC汽油，但支鏈烯烴-2含量高于FCC汽油，相應(yīng)地MIP汽油支鏈烯烴與直鏈烯烴比高，同時支鏈烯烴-2與支鏈烯烴-1比也高；相對于其它類型烯烴，直鏈烯烴-1辛烷值低，且易于加氫飽和，飽和后為正構(gòu)烷烴，其辛烷值更低，而支鏈烯烴辛烷值較高，且難以被加氫飽和，即使加氫飽和，其辛烷值損失少，尤其支鏈烯烴-2，加氫飽和后辛烷值反而增加；在相同的烯烴含量情況下，MIP汽油辛烷值要高于FCC汽油，且在相同的加氫條件下，烯烴飽和率低，辛烷值損失少。MIP汽油烯烴特點及好處38企業(yè)FCC/Mt.a-1MIP/Mt.a-1總計裝置數(shù)加工量加工比例裝置數(shù)加工量加工比例裝置數(shù)加工量中國石化2723.3030.03154.2570.05877.55中國石油3032.7068.91016.2033.14048.90中海海油43.7031.648.0068.4811.70陜西延長11.0013.556.4086.567.40中國中化000.013.50100.012.50其他煉廠21.8021.80合計5390.15其他煉廠3014.3646.214**14.9053.84429.26總計9275.0641.767105.0558.3159180.11FCC和MIP加工能力比較39MIP總液體收率增加1.56個百分點，按90Mt/a計算，則可多產(chǎn)出1.404Mt/a液體產(chǎn)品，僅此一項年增效益約70億元以上。按鎮(zhèn)海煉化2005年標定測算，MIP效益為210元/噸，則合計經(jīng)濟效益為180億/年；相同液體產(chǎn)量，MIP焦炭產(chǎn)量減少約為0.3548Mt/a，

相當于減少二氧化碳排放量約為1.30Mt/a；汽油質(zhì)量的改善，從而產(chǎn)生巨大的社會效益。MIP技術(shù)應(yīng)用效果40車用汽油質(zhì)量升級技術(shù)路線匯報內(nèi)容41開發(fā)背景國內(nèi)兩種典型車用汽油生產(chǎn)途徑中國石化RSDS/SZorb技術(shù)特點車用汽油生產(chǎn)途徑及其比較結(jié)論與展望開發(fā)背景42我國是以汽油消費為主，汽油車保有量快速增加，且車用汽油質(zhì)量升級步伐不斷加快；在我國車用汽油池中，缺少烷基化等高品質(zhì)汽油；我國已掌握完整的煉油技術(shù)，能夠從容將不同煉油技術(shù)進行有機組合以應(yīng)對目前的挑戰(zhàn)。國內(nèi)車用汽油生產(chǎn)途徑MIP+RSDS/SZorb(中國石化）FCC+輕汽油醚化+重餾分脫硫（中國石油）43RSDS-車用汽油升級關(guān)鍵技術(shù)44汽油選擇性加氫脫硫?qū)Ｓ么呋瘎┚邆漭^高的加氫脫硫活性、較低的烯烴飽和活性和芳烴飽和活性。對于高烯烴的催化汽油，產(chǎn)品硫含量達到50mg/g水平，RON損失小于2個單位；對于低烯烴的催化汽油（MIP），汽油的RON損失可以控制在小于1個單位的水平。采用將全餾分催化汽油切割為輕餾分和重餾分，輕餾分堿抽提脫硫醇，重餾分選擇性加氫脫硫，其工藝路線如下：SZorb-車用汽油升級關(guān)鍵技術(shù)45

采用單個閉鎖料斗，待生和再生吸附劑在循環(huán)輸送中經(jīng)閉鎖料斗，從而閉鎖料斗在氫或氧環(huán)境、高壓或低壓環(huán)境下不斷的隔離與切換，吸附劑在流化床內(nèi)連續(xù)吸附、再生和還原，其工藝流程如下；在臨氫、適宜的壓力和溫度的條件下，采用獨特的吸附劑選擇性地吸附含硫化合物中的硫原子，使之保留在吸附劑上，而硫化物的烴結(jié)構(gòu)部分則被釋放，不產(chǎn)生H2S氣體，而吸附劑中的硫由再生煙氣以SO2方式排出；由于不存在H2S與烯烴反應(yīng)，可生產(chǎn)低硫及超低硫汽油，且辛烷值損失較少。RSDS和SZorb應(yīng)用46裝置名稱加工量/Mt硫含量/mg.g-1脫硫率/%汽油收率/%RON損失耗氫/%原料產(chǎn)品SZorb12.213161096.8398.870.80.28RSDS5.07303395.4898.941.20.3947項目S/mg.g-1烯烴/%脫硫率/%RON損失汽油類型原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品FCC汽油-19424338.830.795.431.8FCC汽油-27663625.522.395.301.0FCC汽油-37703837.027.495.061.6MIP汽油-16273228.824.794.900.8MIP汽油-25324432.728.391.730.6MIP汽油-33646.214.112.898.300.2MIP汽油-46643331.025.295.030.7MIP與RSDS/SZorb的協(xié)調(diào)性車用汽油生產(chǎn)途徑的比較2024年2月19日48生產(chǎn)途徑途徑一（MIP+GDS+ALy+MTBE）途徑二（FCC+GDS+ALy+MTBE）產(chǎn)率/%RON烯烴/v%硫/mg.g-1產(chǎn)率/%RON烯烴/v%硫/mg.g-1烷基化油7.6194.56.1194.5汽

油40.7692.529.49.038.2190.332.09.0調(diào)合汽油

48.37~92.8<25<1044.32~90.8~27.5<10MTBE5.401215.01121調(diào)合汽油

53.7795.6<25<1049.3393.8~24.7<10車用汽油生產(chǎn)方案經(jīng)濟效益比較49方案名稱FCCFCC-GDS-烷基化FCC-GDS-烷基化-MTBEMIP-GDS-烷基化MIP-GDS-烷基化-MTBE價格體系2013年上半年均價2013年上半年均價2013年上半年均價2013年上半年均價2013年上半年均價92#國V汽油76.0288.1991.9396.2599.69國V普通柴油54.0654.0654.0646.2946.29石腦油0.550.550.550.470.47LPG23.4511.159.3510.989.64