将焦化蜡油碱性氮由 1000ppm 以上降至 300~600ppm,同步脱金属、脱残炭、降低加氢原料脱金属负荷,显著改善催化裂化(FCC)与加氢裂化进料品质,提高轻油收率
焦化蜡油(CGO)是减压渣油在焦化过程中得到的二次加工中间馏分油,收率约占焦化产品的 20%~30%,主要用作催化裂化(FCC)和加氢裂化原料。与直馏蜡油相比,深度裂化的焦化蜡油含有较多的氮、稠环芳烃和胶质,碱性氮化物含量是直馏蜡油的 2~3 倍,通常高达 1000ppm 以上。
在催化裂化过程中,这些碱性氮化物(吡啶、喹啉类)会优先吸附在催化剂的酸性中心上,使催化剂活性下降,进而:
因此,通过脱氮降低碱性氮含量,是提高焦化蜡油催化裂化性能、增加催化装置轻收、提升炼厂经济效益的有效方法。作为焦化蜡油预处理(精制)的关键步骤,络合脱氮在脱碱氮的同时还能降低加氢原料的金属与残炭含量,同样适用于润滑油加氢前脱氮等场景。
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 焦化蜡油收率 | 占焦化产品 20%~30% |
| 碱性氮含量 | 直馏蜡油的 2~3 倍 |
| 典型碱氮水平 | 常 >1000 ppm |
| 对FCC催化剂 | 吸附酸性中心、降活性 |
| 处理目标 | 脱后碱氮降至 300~600 ppm 级 |
国内外大型炼厂普遍采用渣油高压加氢脱氮,收率高但条件苛刻、投资大;非加氢络合脱氮以更低投资改善进料,中石油某炼厂委托建设的 10 万吨/年焦化蜡油脱氮装置是国内运行时间最长、仍在生产的示范装置。
以上为典型工况实测数据,实际效果随焦化蜡油性质与加剂量而异,建议送样小试评价
根据 Lewis 酸碱理论,油品中的碱性氮化物(如取代吡啶、喹啉)N 原子含有未屏蔽的孤对电子,属于电子对给予体(Lewis 碱);脱氮剂中的季鏻盐类酸性离子液体具有质子特性,可提供 H⁺ 与碱性氮的孤对电子络合成盐,从而将碱性氮从油品中"抓取"出来。
生成的含氮络合物不溶于油、密度大,通过罐区静置沉降即可与脱氮油分离。由于碱性氮多富集于芳烃、胶质中,焦化蜡油脱氮的同时,胶质和金属含量也大幅下降,实现"一剂多脱"。
| 项目 | 技术指标 | 试验方法 |
|---|---|---|
| 外观 | 均匀液体 | 目测 |
| 密度(20℃) g/cm³ | ≥1.70 | GB/T 1884 |
| 凝点 ℃ | ≤-25 | GB/T 510 |
| 运动粘度(50℃) mm²/s | ≤80 | GB/T 265 |
| 项目 | 脱氮前 | 脱氮后 |
|---|---|---|
| 碱性氮 μg/g | 2043 | 598 |
| 硫 μg/g | 9960 | 9135 |
| 胶质 % | 7.1 | 5.3 |
| H/C 原子比 | 1.647 | 1.694 |
| 运动粘度(50℃) | 20.48 | 18.98 |
碱性氮降低 70% 以上,H/C 上升,硫、密度、胶质、粘度均下降,催化加工性能明显改善。
焦化装置来的 95~105℃ 焦化蜡油,与计量泵来的脱氮剂经静态混合器充分混合、反应。
油/剂混合物进入脱氮反应沉降罐,在 80~100℃ 下保温沉降分离 24~48 小时。
脱氮精制油从沉降罐中上层抽出,送往催化裂化或加氢裂化装置作进料。
碱氮络合衍生物(类沥青质)从罐底排出,掺沥青或石油焦外送,无废水产生。
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 原料油进料温度 | 80~100 ℃ |
| 沉降罐温度 | 80~100 ℃ |
| 油品停留时间 | >24 h(24~48h) |
| 含氮络合物抽出温度 | 105~130 ℃ |
| 脱氮剂加注量 | 1.0%~1.4%(按碱氮调整) |
| 焦化蜡油来源 | 原料碱氮 μg/g | 脱后碱氮 μg/g | 脱碱氮率 % | 脱氮剂用量 % |
|---|---|---|---|---|
| 中石油某炼厂 | 1129 | 397.2 | 63.6 | 1.15 |
| 昌邑石化 | 1136 | 429.8 | 64.2 | 1.1 |
| 青州石化 | 1585 | 772.5 | 73.9 | 1.1 |
| 武汉石化 | 1438 | 450 | 68.7 | 1.4 |
| 大庆石化 | 1322 | 313 | 76.3 | 1.3 |
| 石家庄炼化 | 1415 | 268 | 81.1 | 1.4 |
数据来源:本心/润尔华焦化蜡油络合脱氮试验汇总。该剂对不同焦化蜡油均有较好脱氮性能,加剂量 1.0%~1.2% 时脱氮率约 70%~80%。