《Energy Conversion and Management-X》：Direct recycling of heavy cycle oil, light cycle oil and heavy naphtha to the RFCC reactor feed: Study on product yield distribution
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本研究针对炼油厂催化裂化过程产物分布优化需求，探讨了将重循环油(HCO)、轻循环油(LCO)和重石脑油(HN)直接回炼至渣油催化裂化(RFCC)装置的调控策略。通过固定流化床微反实验(ACE)发现，回炼富含单环芳烃的HN可显著提升汽油产率(达51wt%)，而LCO回炼可同步提高烯烃产量。研究证实单环芳烃是汽油前体，双环芳烃促进LCO生成，催化剂/油剂比(C/O)提升能优化产物分布。该成果为RFCC过程定向生产高附加值产品提供了新思路。
随着全球原油资源日益重质化，炼油工业面临着重质原料高效转化的重大挑战。流化催化裂化(FCC)作为石油炼制的核心工艺，承担着全球35%-50%的汽油生产任务。特别是渣油催化裂化(RFCC)技术，因其能处理更重质的原料而备受关注。然而，重质原料加工过程中产生的副产物——重循环油(HCO)、轻循环油(LCO)和重石脑油(HN)——通常含有大量芳烃组分，其高效利用一直是行业难点。这些副产物若直接作为低价值产品出厂，将造成资源浪费；若能将其回炼至RFCC装置，则可能实现产物分布的灵活调控，显著提升炼油经济效益。
来自伊朗沙赞德炼油公司的S. Masoud Hosseini和A. Afshar Ebrahimi在《Energy Conversion and Management-X》发表的研究，首次系统探讨了HCO、LCO和HN直接回炼对RFCC产物分布的调控机制。研究人员创新性地采用固定流化床微反评价装置(ACE)模拟工业条件，通过精确控制催化剂/油剂比(C/O)和反应温度，揭示了不同回炼组分对汽油、烯烃等关键产物收率的影响规律。
关键技术方法包括：采用先进催化评价(ACE)装置在520°C、C/O比6-8条件下进行裂解实验；使用商业RFCC平衡催化剂(Ecat)；通过气相色谱和蒸馏分析对气体(C1-C4)和液体产物(C5+)进行定量；所有实验原料均来自沙赞德炼油公司RFCC装置的实际物料。
3.1 总转化率
研究显示，纯组分裂解转化率排序为HN(99wt%)>LCO(87.5wt%)>HCO(42wt%)。当各组分以10vol%比例与常压渣油(ATR)混合后，混合原料转化率保持相同趋势：ATR+HN(79.05wt%)>ATR+LCO(76.45wt%)>纯ATR(75.17wt%)>ATR+HCO(74wt%)。提高C/O比可显著提升所有原料的转化率，其中ATR+HN始终表现出最高的转化性能。
3.2 轻质烯烃收率
LCO回炼展现出最优的烯烃增产效果，其丙烯和丁烯收率均高于其他原料。机理分析表明，C3-C4烯烃主要来自芳烃侧链的快速裂解，且这些烯烃在反应条件下难以发生二次裂解。随着C/O比提高，氢转移反应受到抑制，进一步促进了烯烃的选择性生成。特别值得注意的是，ATR+LCO在C/O比8时丙烯收率可达7.05wt%，显著优于其他原料。
3.3 汽油、LCO和MCB收率
汽油收率与原料中单环芳烃含量呈正相关：HN(69wt%)>LCO(51wt%)>HCO(14wt%)。单环芳烃通过烷基侧链断裂和环烷环开环直接转化为汽油组分，而多环芳烃由于结构稳定难以裂化。工业实践表明，通过加氢处理将LCO中的多环芳烃转化为单环芳烃，可使其汽油收率从24.05%提升至52.68%。相反，富含双环芳烃的HCO回炼则会促进LCO的生成，ATR+HCO的LCO收率最高达19.85wt%。
3.4 干气和焦炭收率
LCO回炼导致干气收率最高(3.2wt%)，这与其烯烃含量高、易于发生热裂解反应有关。焦炭收率则与原料密度和残炭值(CCR)正相关，HCO因含有19vol%的三环芳烃而生成最多焦炭(5.5wt%)。提高C/O比会加剧所有原料的焦炭生成，但ATR+HN始终保持着最低的结焦倾向。
该研究首次系统阐明了RFCC副产物回炼的产物调控规律：单环芳烃是理想的汽油前体，双环芳烃促进柴油生成，而反应苛刻度(C/O比)是调控产物分布的关键操作参数。这些发现为炼油厂实现"分子管理"提供了理论依据，通过灵活调整回炼策略，可在同一套RFCC装置上实现汽油模式、烯烃模式或柴油模式的生产切换。特别是在当前炼化一体化发展趋势下，该技术可使炼油厂快速响应市场需求变化，将低价值副产物转化为高附加值产品，显著提升装置运营效益。
