3.5 Mt·a^(-1)两段全循环汽煤柴加氢裂化装置开工及运行优化

浙江石油化工有限公司3.5 Mt·a^(-1)柴油加氢裂化装置(含0.9 Mt·a^(-1)轻烃回收),采用进口两段全转化加氢裂化技术,选用进口加氢精制和加氢裂化催化剂,最大量生产重石脑油作为连续重整装置进料。该装置开工后一直维持100%负荷稳定运行,标定综合能耗1725 MJ·t^(-1),较设计值低436.26 MJ·t^(-1);受冷氢阀开度大等运行瓶颈影响,转化率最大控制96.32%,低于设计3.21个百分点;重石脑油收率65.41%,不及预期。为增产PX,同时解决汽油和煤油出厂困难,该装置掺炼催化重汽油、直馏煤油及重芳烃等原料,同时停止加工浆态床重石脑油。在加工催化重汽油、直馏煤油和柴油原料的工况下,通过灵活调整操作参数,装置总转化率达到98.8%以上,化学氢耗3.39%(质量分数),重石脑油收率达到68.10%,芳构化指数增加1.74个百分点;相比设计工况掺炼浆态床重石脑油进料占比4.23%,原料优化后,装置实际重石脑油收率增加6.92个百分点,达到了全厂增产重石脑油的目标,满足PX达产的要求。

工业浆态床中温费托合成产品分析与产品加工方案优化

浆态床铁基中温费托(MTFT:260~290℃)合成技术首次在国内大规模工业应用,建成400万t/a煤炭间接液化装置,其核心单元费托(F-T)合成装置具有浆态床反应器系列多、规模大、配置复杂的特点,导致装置操作难度大,反应器之间、反应器和下游装置间相互影响、相互干扰较大,降低了系统运行稳定性。工业运行结果表明:MTFT合成中间产品结构发生显著变化。与设计值相比较,蜡减少105.88万t/a,而重油和轻油分别增加了53.16万t/a和27.82万t/a。与低温费托(LTFT)产物相比,MTFT合成中间产物具有α-烯烃质量分数高和C^+5收率高的优点,C^+5收率达到92.82%,且主要由α-烯烃和正构烷烃组成。轻油中α-烯烃质量分数达到66.34%,其中1-己烯占C6组分总量的62.47%,1-辛烯占C8组分总量70.43%;重油中α-烯烃和正构烷烃组成合计约89.63%,且随着碳数增加,α-烯烃质量分数降低。合成的蜡蒸馏出90%,达到720℃。MTFT合成(C^+22)的选择性较高,选择性达到59.79%,与LTFT合成蜡选择性相当,但烯烃质量分数高。经过加氢精制和加氢裂化处理,生产的MTFT合成柴油主要由链烷烃组成,具有较高的十六烷值(不小于60),是高品质的洁净燃料,但密度偏低,最高仅为780 kg/m^3,达不到车用柴油(GB 19147—2013)规定标准。MTFT石脑油不含环烷烃和芳烃,因此其辛烷值很低(小于50),不能作为汽油调和组分,但可以作为蒸汽裂解生产乙烯和丙烯的优质原料,乙烯的收率可到37.56%,丙烯收率20.16%,三烯总收率>61.82%。针对项目产品结构单一的局限,提出以生产柴油组分为主,联产α-烯烃、液体石蜡、F-T蜡、润滑油基础油等高附加值化工品的技术路线,并逐步实施,取得显著的经济效益。

煤间接液化及产品加工成套技术开发研究进展

煤间接液化技术可实现煤的清洁转化,并部分解决石油对外依存的问题,成为我国替代石油和煤炭清洁化利用的有效途径之一。根据工业示范和初步商业化运行暴露的问题以及国内外研究成果,认为制约煤间接液化技术发展的瓶颈主要为:催化剂活性和选择性与国外先进水平存在差异、稳定性亟待提高,单台反应器产能较低,汽柴油产品不合格,提取有机物后合成水变为含盐废水等。为解决上述问题,国家能源集团承担了国家重点研发计划项目——先进煤间接液化及产品加工成套技术开发。本文详细总结了项目研究进展,包括:①通过对Co2C介导的原位转晶技术、载体优化及工程放大研究,实现10 kg级/批费托钴基催化剂中试规模的制备;在公斤级催化剂装量中试装置上C^+5时空产率≥0.3 kg/(kg·h),CO转化率≥90%,催化剂单次再生寿命≥6000 h,已具备工业试验的条件;②采用原位/非原位技术系统研究了催化剂活性相生成机理,完成铁基催化剂的实验室定型、中试到1 t/d的规模化生产,并在百吨油品/年中试装置运行时空产率≥1.0 kg/(kg·h),吨油剂耗≤1.0 kg,正在进行工业应用试验;③采用气固流化床装置活化费托铁基催化剂,搭建了气固流化床还原平台,完成20 t/批气固流化床的基础设计;④采用基于EMMS理论建立二相相互作用模型,并进行了浆态床反应器反应性能和流体力学模拟,并建立CFD-PBM模型,确定了65万t/a扩能改造的技术方案;⑤建立费托渣蜡的磁分离的装置、方法,完成20 L/h磁分离研究,分离后铁含量接近0.02%;⑥实现了以费托合成蜡为原料采用流化催化裂化技术生产汽油的催化剂和工艺流程实验室定型;⑦采用百万吨级煤直接/间接液化工业装置生产的柴油组分进行5 L/批调和,得到满足需求的调和柴油组分;⑧完成了采用膜分离技术实现费托合成水脱酸的实验室研究,完成了费托合成水中醇的提取和分离中试试验,以及将提取醇后的费托合成水处理为锅炉用水,实现了费托合成的水资源化利用。突破上述关键技术的瓶颈,并对形成的解决方案进行中试验证,具备条件的进行商业化应用,最后与现有成熟技术集成,形成可生产国六汽柴油产品的先进煤间接液化和产品加工成套技术。

Direct Dimethyl Ether Synthesis

Dimethyl ether (DME) is a clean and economical alternative fuel which can beproduced from natural gas through synthesis gas. The properties of DME are very similar to those ofLP gas. DME can be used for various fields as a fuel such as power generation, transportation, homeheating and cooking, etc. It contains no sulfur or nitrogen. It is not corrosive to any metal andnot harmful to human body. An innovative process of direct synthesis of DME from synthesis gas hasbeen developed. Newly developed catalyst in a slurry phase reactor gave a high conversion and highselectivity of DME production. One and half year pilot scale plant (5 tons per day) testing, whichwas supported by METI, had successfully finished with about 400 tons DME production.