CN103163204B - 重质原料裂解乙烯收率的预测方法 - Google Patents

重质原料裂解乙烯收率的预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及重质原料裂解乙烯收率的预测方法，评价可靠，可以较好地预测乙烯收率。所述重质原料裂解乙烯收率的预测方法为，检测重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量，按公式计算得到正构烷烃指数：正构烷烃指数＝x1+k2x2+k3x3+k4x4；其中，k2＝0.70-0.80，k3＝0.55-0.65，k4＝0.05-0.15，x1、x2、x3、x4分别为重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量，根据正构烷烃指数与乙烯收率的线性关系，预测乙烯收率。参数正构烷烃指数与乙烯收率之间存在良好的线性关系，能较好地预测乙烯收率。

Description

重质原料裂解乙烯收率的预测方法
技术领域
本发明涉及一种重质原料裂解乙烯收率的预测方法。
背景技术
不同的乙烯裂解原料的裂解性能不同，裂解所得的产品收率也不相同。根据裂解原料的性质评价其裂解性能并预测其产品收率，对乙烯原料生产、乙烯生产和装置设计都十分重要。对于轻质裂解原料(如轻烃、轻石脑油、重石脑油等)，可以利用气相色谱等简单的分析方法确定其化学组成，裂解原料的性质、裂解性能等相应可以明确。对于重质裂解原料(如煤油、常压柴油、减压柴油、加氢蜡油、加氢尾油等)，由于其化学组成的复杂性，很难获得其化学组成来评价乙烯原料的裂解性能，在工程实际中常常采用一些较易测定的重质裂解原料性质来评价裂解原料的裂解性能，预测裂解产品收率。
从现状看，均是采用裂解原料的氢含量、特性因素、BMCI值等物性来评价重质裂解原料的裂解性能，并与乙烯收率等进行关联。
裂解原料氢含量与乙烯收率进行关联结果，氢含量愈高乙烯收率愈高。虽然裂解原料氢含量可以直接并较准确测试，但关联所得乙烯收率偏差大，只能作为大致预测。
裂解原料特性因素K与乙烯收率进行关联结果，特性因素K愈高则乙烯、丙烯总收率愈高。特性因素K反映了油品的氢饱和程度，油品直链饱和烃愈多，其K值愈大，而芳烃含量愈高，则K值愈小。油品特性因素K是根据油品的中平均沸点与密度或碳氢质量比与密度或馏程与密度等计算而得，乙烯、丙烯总收率只是大体上随裂解原料的特性因素K增大成比例增加，用油品特性因素K可以大致预测乙烯、丙烯总收率。
裂解原料BMCI值与乙烯收率进行关联结果，裂解原料BMCI值愈大乙烯收率愈低。油品的BMCI值(关联指数)是表示该油品芳烃含量的芳烃指数，BMCI值愈大则表示油品的芳烃含量愈高。油品BMCI值是由油品的密度与馏程计算而得，是重质油裂解性能评价的一个重要参数，重质油BMCI值与乙烯收率大致成线性关系，BMCI值增加乙烯收率降低。我们根据实际工业裂解炉运行结果，对重质裂解原料之一加氢尾油的BMCI值与乙烯收率进行线性关联，线性相关系数r的平方r2＝0.3258，远小于1，可见乙烯收率与BMCI值的线性相关程度差，用BMCI值预测的乙烯收率偏差大。
文献“影响高压加氢裂化尾油质量因素分析，精细石油化工进展，2010，11(3)，17-20”叙述了加氢尾油BMCI值与乙烯收率的关系。加氢尾油主要用作乙烯蒸汽裂解，优质裂解料的标准主要取决于其芳烃指数BMCI值，其计算公式为：BMCI＝48460/(273+t)+473.7×d-456.8
式中，t-平均沸点；d-相对密度。
由计算公式可见，BMCI值与平均沸点成反比，与相对密度成正比。BMCI值反映芳烃性指标，BMCI值越大，说明物料中氢含量越低，芳烃性越强，环状烃越多，对乙烯生产不利。该文献所叙述的BMCI值与乙烯收率关系只是一个大致的趋势，无明确的定量关系，偏差较大。
文献“乙烯工学，化学工业出版社，1997年1月出版，86-94”对重质乙烯原料多项物性与乙烯收率的关联进行了阐述。根据裂解原料的含氢量可以评价该原料裂解所得的一些轻烃的收率。该文献只是叙述了裂解原料含氢量与可能达到的乙烯收率的关系，无明确的定量关系，偏差较大。
文献“乙烯工艺与技术，中国石化出版社，2000年6月出版，83-127”对重质乙烯原料多项物性K值与乙烯收率的关联进行了阐述。对于石油馏分来说，K值越高，相应的氢饱和度越大。而K值又是表征芳烃性的一个因素，它也可和原料的裂解性能进行关联，K值愈高的原料芳烃含量愈少，乙烯和丙烯收率则愈高。该文献只是粗略地表示了特性因素与乙烯、丙烯总收率的关系，偏差大。
发明内容
本发明提供一种重质原料裂解乙烯收率的预测方法，评价可靠，可以较好地预测乙烯收率。
所述重质原料裂解乙烯收率的预测方法，检测重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量，按公式(I)计算得到正构烷烃指数：
正构烷烃指数＝x1+k2x2+k3x3+k4x4    (I)
其中，k2＝0.70-0.80，优选为0.75，k3＝0.55-0.65，优选为0.60，k4＝0.05-0.15，优选为0.10，x1、x2、x3、x4分别为重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量，根据正构烷烃指数与乙烯收率的线性关系，预测乙烯收率。
所述重质原料为煤油、常压柴油、减压柴油、加氢蜡油、加氢尾油或或其中两种以上的任意比例的混合物，优选为加氢尾油，更优选为中压加氢尾油和/或高压加氢尾油。
优选，根据分析方法SH/T 0606-94检测重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量(以下简称族组成)。
将参数正构烷烃指数与乙烯收率进行线性关联，相关系数r的平方r2高于0.94接近1.0，参数正构烷烃指数与乙烯收率之间存在良好的线性关系，能较好地预测乙烯收率。
由于提出的参数正构烷烃指数与乙烯收率之间存在良好的线性关系，能较好地预测乙烯收率，利用正构烷烃指数来评价重质乙烯原料裂解性能，提高了乙烯原料裂解性能评价的可信度，提高了生产重质乙烯原料指标控制的可靠性和科学性，在重质乙烯原料生产和优化工作中发挥了较好的作用，有效提高了重质乙烯原料品质，提高了乙烯收率，按中国石化扬子石油化工有限公司公司重质乙烯原料100万吨/年，乙烯收率提高0.1个百分点计，产生的经济效益为600-800万元/年，如果在中国石油化工股份有限公司乃至全国范围内推广应用，则效果更显著。
附图说明
图1是实施例一中压加氢尾油正构烷烃指数与乙烯收率关系；
图2是实施例二高压加氢尾油正构烷烃指数与乙烯收率关系。
具体实施方式
实施例一
在工业裂解炉加工中压加氢尾油时，分析中压加氢尾油的族组成、裂解产物的乙烯含量，按照公式正构烷烃指数＝正构烷烃含量x1.0+异构烷烃含量x0.75+环烷烃含量x0.60+芳烃含量x0.10，计算出正构烷烃指数。具体数据见表1。
将中压加氢尾油的正构烷烃指数与乙烯收率关系画成图后如图1，从图1看出，随着正构烷烃指数的升高，乙烯收率提高。
将中压加氢尾油正构烷烃指数与乙烯收率关系回归成线性方程得到：乙烯收率＝0.3634·正构烷烃指数+1.6359，线性相关系数r的平方r2为0.9939接近1.0，说明参数正构烷烃指数与乙烯收率之间存在很好的线性关系，能较好地预测中压加氢尾油乙烯收率。
表1中压加氢尾油的族组成、正构烷烃指数与乙烯收率
实施例二
在工业裂解炉加工高压加氢尾油时，分析高压加氢尾油的族组成、裂解产物的乙烯含量，按照公式正构烷烃指数＝正构烷烃含量x1.0+异构烷烃含量x0.75+环烷烃含量x0.60+芳烃含量x0.10，计算出正构烷烃指数。具体数据见表2。
表2高压加氢尾油的族组成、正构烷烃指数与乙烯收率
将高压加氢尾油的正构烷烃指数与乙烯收率关系画成图后如图2，从图2看出，随着正构烷烃指数的升高，乙烯收率提高。
将高压加氢尾油正构烷烃指数与乙烯收率关系回归成线性方程得到：乙烯收率＝0.4627x正构烷烃指数-5.8507，线性相关系数r的平方r2为0.9464接近1.0，说明参数正构烷烃指数与乙烯收率之间存在很好的线性关系，能较好地预测高压加氢尾油乙烯收率。

Claims (6)

1.一种重质原料裂解乙烯收率的预测方法，其特征在于，检测重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量，按公式(I)计算得到正构烷烃指数：
正构烷烃指数＝x1+k2x2+k3x3+k4x4    (I)
其中，k2＝0.70-0.80，k3＝0.55-0.65，k4＝0.05-0.15，x1、x2、x3、x4分别为重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量，根据正构烷烃指数与乙烯收率的线性关系，预测乙烯收率。
2.如权利要求1所述的重质原料裂解乙烯收率的预测方法，其特征在于，k2＝0.75，k3＝0.60，k4＝0.10。
3.如权利要求1或2所述的重质原料裂解乙烯收率的预测方法，其特征在于，所述重质原料为煤油、常压柴油、减压柴油、加氢蜡油、加氢尾油或其中两种以上的任意比例的混合物。
4.如权利要求3所述的重质原料裂解乙烯收率的预测方法，其特征在于，所述重质原料为加氢尾油。
5.如权利要求4所述的重质原料裂解乙烯收率的预测方法，其特征在于，所述重质原料为高压和/或中压加氢尾油。
6.如权利要求1或2所述的重质原料裂解乙烯收率的预测方法，其特征在于，根据分析方法SH/T 0606-94检测重质原料中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃的质量百分比含量。
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