蜡裂解制α-烯烃装置技术改造

石油炼制与化工2004年11月PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS第35卷第11期蜡裂解制α-烯烃装置技术改造陈新德,许兰香,尚延华(抚顺石化一厂,113008)摘要抚顺石化一厂对蜡裂解装置进行改造。通过工业试运行证明,以58号半炼石蜡为原料在高温、短停留时间、低烃分压的工艺条件下,α烯烃产品质量大幅度提高,液烯中正构a烯烃含量由原来的44.66%提高到80.2%,总烯含量由86.6%提高到93.2%,颜色也由黄色改善为浅黄色液烯产品收率大幅度提高,由41%提高到61%,产品质量可以满足精细化工产品原料的需要。关键词:蜡裂解a烯烃技术改造前言总烯烃的含量略有增加,而α烯烃有明显的提高抚顺石化一厂蜡裂解装置于1970年6月建成芳烃、烷烃和双烯烃含量随裂解温度的升高而下投产,设计加工能力为30kt/a,经过多次技术改造降。所以提高裂解温度,有利于提高一次反应对二后加工能力为75kt/a。2001年以前,该装置主要反应的相对速度,因此可以提高液烯的产率及质是以软蜡为原料,生产的a烯烃主要用来生产军量。当反应温度高于600℃时,生焦量增加,虽然用8号、20号航空润滑油。由于裂解工艺落后,裂原料的转化率增加,但气体收率增加,液烯产品的解原料含油量高(为30%左右),S、N杂质含量较产率大大下降,而且对反应器炉管材质要求较高,高,生产的α烯烃产品质量较差,液烯中α烯烃含增加一次投资。量较低仅为40%~50%,S、N杂质含量较高,产2.2停留时间品颜色较差,且有异味,难以满足精细化工产品的如果裂解原料在反应区停留时间太短,而反应需要;液烯收率较低,仅为41%,综合经济效益较区温度又不够高,大部分原料还来不及反应就离开差。装置每年大部分时间是闲置的。为适合精细了反应区,原料的转化率较低;延长停留时间,虽然化工对a烯烃的质量要求,提高装置综合经济效原料的转化率升高,但会造成二次反应和成炭生焦益,对蜡裂解工艺及下游产品综合利用进行了研机会增多,使液烯产率下降。为此,蜡裂解必须创究造一个高温、快速、急冷的反应条件,保证原料蜡迅2烯烃的产率及质量与工艺参数的关系速上升到反应温度,经过短时间的高温反应后,迅工业上的蜡裂解都是在高温下进行。在高温速离开反应区,又很快地使裂解气急冷降温,以终下,蜡裂解伴生的副反应,使烯烃继续反应生成炔止反应。当裂解温度为580℃、水蜡质量比为烃、二烯烃、芳烃和焦炭等,影响烯烃产品质量和收0.15、烃分压为0.02MPa时,改变停留时间,得到率。产物的二次反应不但能降低烯烃的产率、增加不同转化率和产品组成的结果(见图2)。随着转原料的消耗,而且焦炭的生成也会造成反应器等设化率的增加,液烯中烷烃含量降低,而芳烃含量提备的管道阻力增大,传热效果下降,甚至造成通道高。当转化率在30%左右时液烯中的总烯烃和堵塞,影响生产周期,降低设备处理能力。α烯烃含量最高。转化率小于40%时,液烯与裂解2.1操作温度当单程转化率在30%左右、水蜡质量比为收稿日期:2004-01-14;修改稿收到日期:200404200.15、压力为0.20MPa时白蜡裂解的结果见图1中国煤化工,194年业于大从图1可以看出,蜡裂解最适宜裂解温度一般在H2项,获中国石化科技CNMHG项目“蜡裂解制矫550~600℃之间。当温度低于550℃时,烯烃的烃综合利用工业化技术研究”负责人抚顺石化一厂副总工程产率较低。随着裂解温度的升高,液烯溴价增加石油炼制与化工2004年第35卷30气中添加惰性稀释剂水蒸气的办法,使原料蜡的分l15压下降,从而达到减压操作的目的。裂解温度为580℃、转化率为30%左右、改变兰车水蜡质量比和烃分压,得到不同烃分压与液烯质量95的关系(如图3)。随着烃分压增加所产液烯中a烯烃质量分数明显减少,烷烃和芳烃质量分数增加,液烯质量略有下降。当烃分压在0.02~0.04MPa时,液烯与裂解气质量比值略有增加。80500520540560580600反应温度/℃求→3幅0020040.060.080.100.120.14烃分压MPa10000520540560580600图1反应温度与液烯质量关系●-烯烃;×一芳烃;O一烷烃;▲-α烯烃0020040060080.00.120.14烃分压MP图3不同烃分压与液烯质量关系●-烯烃;X一芳烃;○一烷烃;▲一a烯烃24液烯质量、收率与蜡中油含量的关系液烯质量及收率与蜡中油含量的关系见图4。由图4看出,蜡中油质量分数越小,液烯的总烯含量和收率就愈高。因此,要想生产出收率高的优质液烯就必须使用优质原料蜡转化率,%此外,蜡的初馏点要高于液烯的终馏点,蜡的图2不同转化率和产品组成关系馏程愈窄愈好,终馏点低的蜡裂解生产的液烯质量●一烯烃;x一芳烃;O一烷烃;▲a烯烃好V中国煤化工气的质量比值基本不变CNMHG2.3原料蜡的分压a需殓是狂局温、低压、短停留时蜡裂解一般不采用直接减压法,而采用在裂解间的工艺条件下,采用急冷方式终止反应,抚顺石第11期陈新德等.蜡裂解制α烯烃装置技术改造油化工研究院对软蜡裂解工艺条件进行过研究,其从表1中可以看出以软蜡为原料时,最佳的裂解温不同裂解深度对收率及其产品质量的影响见表1。度是570℃,最佳裂解停留时间为4s表1裂解深度对产品质量的影响单程平均烯烃平均烯烃芳烃十烷烃,%温度/℃时间/s收率,%总收率,%含量,%91.9213.586.2110.4843.993.175.897.60规模为50kt/a,软蜡与半炼蜡的质量见表2。由表2可以看出:软蜡的硫含量、氮含量和油含量较高,半炼蜡均较低表2原料蜡性质软蜡58号半炼蜡a(N)/水含量,%无无残炭,%油含量,%32.405101520253035初馏点石蜡中油含量,%图4液烯质量、收率与蜡中油含量的关系●—烯烃含量;O一液烯收率蜡裂解装置改造及试运以软蜡与半炼蜡为原料进行工业生产的a烯抚顺石化公司石化一厂为开发适合精细化工烃产品质量及物料平衡见表3、表4产品的α-烯烃原料,提高整个装置的综合经济效表3烯烃性质益。2001年抚顺石化一厂完成了中油集团公司科轻烯烃重烯烃研课题“蜡裂解制α烯烃综合利用”小试技术研软蜡半炼蜡软蜡半炼蜡究。2001年6月通过了集团公司的验收,同时“蜡密度/gcm30.75810.73240.8150.7864裂解制a烯烃综合利用工业化技术开发”科研项外观黄浅黄色黄浅黄色目也通过了集团公司的论证。2002年抚顺石化a(硫)/μg·g-1厂配合军用油生产任务,并完成科研专项合同中的氯)pgg1各项试验,对原蜡裂解装置进行技术改造以完成蜡水,%痕迹痕迹痕迹痕迹裂解制a烯烃工业化试验微量水/pg本次技术改造是在裂解小试的基础上进行的,相对分子质量优化了裂解工艺条件,采用高温、短停留时间、低烃溴价/gBr?·(100g)114.0111.8652.377.75分压的工艺条件,同时也优化了裂解原料,采用58馏程/℃号半炼蜡。改造的主要内容是:裂解炉进料由三路中国煤化工改为六路,从而缩短原料蜡在炉内停留时间,采用STYHaCNMHG二次注汽工艺,降低体系内原料蜡的分压;采用新型急冷器,急冷油改循环蜡。改造后蜡裂解装置的由表3、表4可知:蜡裂解装置经过技术改造石油炼制与化工2004年第35卷后,α烯烃产品质量大幅度提高,液烯中正构α烯蜡裂解装置经过技术改造运行160天后,停工烃含量由原来的44.6%提高到80.2%,总烯含量检修期间,对装置的结焦情况进行观察,炉管壁结由86.6%提高到93.2%,正构烷烃含量由7.02%焦厚度0~1mm,闪蒸塔馏出线结焦厚度2~3下降到5.01%,烯烃中杂质S、N含量下降到mm。在本次工业试运行前,生产一个周期即901μg/g以下,颜色也由黄色改善为浅黄色;液烯产天后,炉管结焦厚度20~30mm,闪蒸塔馏出线结品收率大幅度提高,由41%提高到61%。整个装焦厚度50~100mm。所以蜡裂解装置经过优化置综合经济效益大幅度提高裂解工艺、优化裂解原料后可以明显减少装置结表4物料平衡及产品质量焦,延长装置运转周期,降低成本。半炼蜡软蜡产品分布,%蜡裂解最适宜裂解温度在550~600℃之间。裂解气在一定的反应温度下,都有其最适宜的停留时间降低体系内原料蜡的分压,有助于提高产品的质量和收率。原料蜡的含油量越小,液烯的质量和收率产品质量,%就愈高正构a烯烃含量80.2044.66蜡裂解装置经过技术改造后,采用58号半炼总烯含量93.2蜡作为原料,a烯烃产品质量大幅度提高,液烯中正构烷烃含量正构a烯烃含量由原来的44.66%提高到80.2%;族组成,%总烯含量由86.6%提高到93.2%;正构烷烃含量芳香烃1.15.7由7.02%下降到5.01%;烯烃中杂质S、N含量饱和烃下降到1gg/g以下;颜色也由黄色改善为浅黄色93.286.6液烯产品收率大幅度提高,由41%提高到61%。注:液烯是轻烯烃和重烯烃的总和产品质量可以满足精细化工产品原料的需要。TECHNICAL TRANSFORM OF WAX CRACKINGUNIT FOR M-OLEFINFushun No, I Petrochemical Factory, Fushun 113008)Abstract The wax cracking unit in Fushun No. 1 Petrochemical Factory was technicallytransformed. The industrial trial showed that under the conditions of high temperature, short residencetime and low hydrocarbon partial pressure with 58# half-refined wax as feedstock, the liquid olefinproduct yield increased from 41% to 61% the quality of olefin product was improved, which a-olefircontent in liquid olefin raised from original 40. 66% to 80. 2%, and total olefin content increased from86.6% to 93. 2%, with a color changed from yellow to light yellow. The product quality met theKey Words: wax cracking; olefin; technical transform中国煤化工CNMHG