乙烯装置副产物裂解重油在炼油装置上的加工利用

导 读

乙烯裂解重油(又叫乙烯焦油、乙烯裂解焦油)是乙烯裂解原料在蒸汽裂解过程中高温缩合的一种产物，是乙烯裂解装置的一种副产物，产量约占乙烯产量(质量分数)的10%~20%。其主要成分为芳烃类化合物，富含双环以上的稠环芳烃，并含有硫、氮、氧等杂环化合物，具有短侧链、高碳氢比、高胶质沥青质含量、低灰分含量、低重金属含量等特点，直接加工利用受到限制，常作为燃料油，经济效益低。近年来，乙烯裂解重油综合利用方面的研究有了一些新进展，包括延迟焦化装置掺炼、催化裂化装置掺炼、常减压装置掺炼、生产汽柴油调合组分等。

乙烯裂解重油性质

两种乙烯裂解重油性质见表1。

从乙烯裂解重油族组成数据可以看出，其中芳香烃质量分数均在50%以上，是一种富含芳香烃的组分，饱和烃质量分数在20%以下，还有质量分数在30%左右的胶质、沥青质；从乙烯裂解重油元素组成数据可以看出，碳元素质量分数在90%以上，氢元素质量分数不到10%，还含有少量的硫、氮、氧元素，且灰分含量低、密度大。

乙烯裂解重油在炼油装置上的加工利用

01

延迟焦化装置掺炼

延迟焦化装置能够处理包括减压渣油、脱油沥青、抽出油、催化油浆等原料，对原料适应性强。乙烯裂解重油与催化油浆、抽出油等原料性质类似，均是富含芳烃的组分，因此延迟焦化装置掺炼乙烯裂解重油具有可行性。

为解决乙烯裂解重油与减压渣油混合时的分层和凝聚现象，确保二者之间良好的相溶性，兰州石化通过在其中加入稳定剂形成稳定乙烯裂解重油，以抑制次生胶质、沥青质的生成;输送至延迟焦化装置罐区后，再向其中加入胶溶剂，以增加沥青质胶团间的排斥力，防止沥青质胶团相互吸引而发生聚沉。加入胶溶剂的稳定乙烯裂解重油与延迟焦化装置减压渣油原料混合成为胶溶重油，形成重油胶体体系。重油胶体体系中易结焦、结垢的物质较加剂前不易聚沉，可有效抑制延迟焦化装置换热器、管线、加热炉的结焦，其掺炼流程如图1所示。

装置改造完成投用后，乙烯裂解重油最大掺炼量达到10t/h，掺炼量占原料总质量的比例达6.5%，装置运行平稳，实现了装置的长周期运行。标定结果表明，汽柴油收率提高2.26个百分点，焦炭收率降低3.36个百分点。2018年装置累计掺炼乙烯裂解重油43934t，实现增效4217万元。

延迟焦化装置掺炼乙烯裂解重油只需增加配套的稳定剂、胶溶剂加注设备及相应流程，具有投资小，流程简单，操作可靠的特点，解决了装置直接掺炼乙烯裂解重油存在的问题，具有良好的应用前景。

02

催化裂化装置掺炼

在催化裂化原料中掺入富含芳烃的二次加工重油作为添加剂，可降低催化剂的生焦量及裂化气体产率，增加装置目的产品收率，而乙烯裂解焦油是一种富含芳烃的组分。为优化催化裂化工艺过程，同时有效利用乙烯裂解焦油，有学者在催化裂化固定流化床小试装置上对催化裂化原料中掺入不同比例的乙烯裂解焦油进行了考察，其产品分布见表2。

试验结果表明，乙烯裂解焦油最佳掺炼量为原料质量的1.0%，与不掺炼乙烯裂解焦油的催化裂化原料相比，其汽油收率提高2.01个百分点，焦炭产率减少1.30个百分点，干气收率减少0.48个百分点，轻油收率增加3.05个百分点，汽油选择性变好。

催化裂化装置掺炼乙烯裂解重油虽能在一定程度上提高汽油收率，降低生焦率及干气产率，但掺炼比较低，仅为原料质量的1.0%，掺炼比不如延迟焦化装置，且工业化应用还鲜见报道，需要在如何提高掺炼比方面进一步研究。

03

常减压装置掺炼

研究表明，常减压装置采用传统的蒸馏方法不能使蒸馏达到最大的理论拔出率，用添加活化剂的方法强化原油蒸馏过程可以调节体系的相聚集稳定性，有利于传质传热，蒸馏时不需升高温度就能提高小于350℃馏分油收率，350~500℃馏分油收率提高更显著，这对提高常减压装置的拔出率具有很重要的意义。

有专家将胜利原油与乙烯焦油按一定比例混合均匀后进入原油蒸馏装置进行蒸馏，首先通过常压蒸馏切割出汽油、柴油馏分，然后减压蒸馏切割出柴油、蜡油和渣油馏分。结果表明，掺入乙烯焦油后胜利原油的轻质油收率和总拔出率均有所提高，且对所得各馏分产物性质无不良影响，所得各馏分段均可按照目前炼厂生产流程进行包括加氢、催化裂化、重油加氢、焦化等方式二次加工，不会对生产工艺条件及流程造成不良影响。掺入乙烯焦油工艺流程及产品分别见图2和表3。

02

生产汽柴油调合组分

乙烯裂解焦油通过蒸馏切割后可得到汽油馏分和柴油馏分，但颜色较深，且不饱和烃含量较高，氧化安定性较差。通过进行加氢精制后可生产汽油、柴油调合组分，其经济价值大大提高。

 

中国石油辽阳石化公司通过常压蒸馏切割出乙烯焦油中初馏点至210℃的常压馏分油，采用雅宝公司KF-757加氢催化剂，在反应温度355℃、压力6.0MPa、空速1.2h-1和氢油体积比450：1的条件下，对常压馏分油进行加氢精制;加氢精制后经蒸馏分离提纯后，精制油质量基本满足车用汽油国Ⅴ指标要求，具有硫含量低、辛烷值高、烯烃含量低的特点(主要性质见表4)，可作为汽油调合组分。

另外，该公司利用乙烯裂解焦油中230~350℃柴油组分，雅宝公司KF-757加氢催化剂，在反应温度360℃、压力6.0MPa、空速为1.2h-1、氢油体积比550：1的条件下，对其进行加氢精制;经加氢精制、蒸馏分离后，精制油指标基本接近车用-35号国Ⅴ柴油指标要求(主要性质见表5)，可用于生产柴油调合组分。

中国石油大庆化工研究中心以乙烯焦油为原料，在小型固定床加氢反应装置上对其进行加氢精制，在加氢反应温度360℃、反应压力8.0MPa、空速0.8h-1，氢油体积比1500：1的试验条件下，加氢精制生成油经常减压蒸馏分离后，可获得低于180℃的汽油馏分和180~212℃的柴油馏分;汽油馏分和柴油馏分分别占总体积的22.7%和77.3%，柴油馏分馏程较窄，可以和汽油馏分共同作为汽油调合组分。