重油高效轉(zhuǎn)化FCC催化劑的工業(yè)應(yīng)用

沈 興，武利春，劉 建，夏建平

(中國石油呼和浩特石化公司，呼和浩特 010070)

重油高效轉(zhuǎn)化FCC催化劑的工業(yè)應(yīng)用

沈 興，武利春，劉 建，夏建平

(中國石油呼和浩特石化公司，呼和浩特 010070)

針對中國石油呼和浩特石化公司2.8 Mt/a催化裂化裝置研究開發(fā)了一種新型重油高效轉(zhuǎn)化催化劑B。在催化裂化裝置的工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，與裝置原催化劑A相比，使用催化劑B后，在原料性質(zhì)變重變差和回煉油漿的情況下，生焦量仍降低0.22百分點，輕質(zhì)液體收率增加0.41百分點，丙烯收率(對原料)提高0.49百分點，汽油研究法辛烷值增加1.3個單位，催化劑單耗降低0.26 kg/t。

催化裂化 高效轉(zhuǎn)化 催化劑

隨著加工原油的重質(zhì)化劣質(zhì)化、燃料油質(zhì)量逐步升級及加工成本控制的挑戰(zhàn)，各煉油企業(yè)都把裝置生產(chǎn)優(yōu)化作為挖潛增效的有效手段之一。催化裂化裝置作為我國煉油廠規(guī)模最大的重油二次轉(zhuǎn)化裝置，在裝置生產(chǎn)優(yōu)化中也應(yīng)首當其沖。中國石油呼和浩特石化公司(簡稱呼和浩特石化公司)2.8 Mt/a催化裂化裝置由中國石化洛陽工程有限公司(簡稱LPEC)設(shè)計。該裝置反應(yīng)器和再生器采用同高并列式布置形式，反應(yīng)部分采用中國石化石油化工科學研究院(簡稱石科院)開發(fā)的MIP工藝技術(shù)[1-5]，再生部分采用LPEC開發(fā)的燒焦罐高效再生技術(shù)，最大限度地恢復(fù)和保護催化劑活性，為進一步優(yōu)化MIP的產(chǎn)品收率和質(zhì)量創(chuàng)造條件。再生燒焦采用CO完全燃燒方式，主風分配采用分布均勻的主風分布板，燒焦罐出口采用稀相管出口立式旋流式快分器，二密相主風采用多段式主風分布管，設(shè)置2臺外取熱器和1臺內(nèi)取熱器，外取熱器熱負荷為139.7 MW，內(nèi)取熱器熱負荷為0.98 MW，并設(shè)置脫氣線，設(shè)計原料的康氏殘?zhí)繛?.20%，密度(20 ℃)為906.0 kg/m3。隨著原料性質(zhì)的變重變差，面臨以下生產(chǎn)瓶頸：①生焦量大，燒焦罐和二密相溫度高，外取熱器負荷增加；②干氣產(chǎn)率增加；③油漿產(chǎn)率高；④丙烯收率低。為解決裝置生焦量大和油漿產(chǎn)率高等問題，同時增產(chǎn)丙烯，石科院與中國石油蘭州石化公司催化劑廠合作，開發(fā)生產(chǎn)了一種重油高效轉(zhuǎn)化催化劑(簡稱B催化劑)，以滿足催化裂化加工日益變重的原料油時對催化劑更加苛刻的要求[6]。B催化劑于2014年11月開始在呼和浩特石化公司煉油廠催化裂化裝置上使用，2015年3月對B催化劑進行了標定，重點考察B催化劑在標定期間對生焦量、油漿產(chǎn)率和丙烯收率等方面的影響，同時就產(chǎn)品分布及產(chǎn)品性質(zhì)與該煉油廠原使用催化劑(簡稱A催化劑)進行對比。本文主要介紹B催化劑在呼和浩特石化公司2.8 Mt/a催化裂化裝置上的應(yīng)用情況。

1 催化劑性質(zhì)

A催化劑與B催化劑的主要性質(zhì)見表1。由表1可見：B催化劑Fe2O3質(zhì)量分數(shù)為0.23%；與A催化劑相比，B催化劑的Al2O3含量稍高；B催化劑磨損指數(shù)為1.5%，較A催化劑高0.4百分點；B催化劑比表面積為274 m2/g，較A催化劑低19 m2/g；B催化劑孔體積為0.34 mL/g，較A催化劑低0.03 mL/g；B催化劑表觀堆密度為0.71 g/mL，較A催化劑高0.03 g/mL。

表1 新鮮催化劑的主要性質(zhì)

2 重油高效轉(zhuǎn)化FCC催化劑的工業(yè)應(yīng)用

2.8 Mt/a重油催化裂化裝置自2012年10月開工以來一直使用A催化劑。2014年11月通過自動加料系統(tǒng)開始逐漸加入B催化劑，至2015年3月，B催化劑的系統(tǒng)藏量達到60%以上，滿足B催化劑的評定要求。A催化劑數(shù)據(jù)的采集為2014年9月的平均值，B催化劑數(shù)據(jù)的采集為2015年3月的平均值。

2.1 原料油性質(zhì)

原料油為長慶原油、二連原油和塔木察格原油，其中二連原油和塔木察格原油混合后入廠，以下簡稱為二連原油，原油配比、常三線及常壓渣油性質(zhì)見表2。由表2可見，與使用A催化劑相比，使用B催化劑時，二連原油摻煉率增加5.04百分點，常壓渣油密度和運動黏度基本保持不變，殘?zhí)吭黾?.18百分點，常三線95%餾出溫度增加4 ℃，重金屬含量略微增加，說明B催化劑工業(yè)應(yīng)用期間的原料比A催化劑使用期間的原料變重變差。

表2 原油配比、常三線及常壓渣油性質(zhì)

2.2 主要操作條件

催化裂化裝置的主要操作條件見表3。由表3可見，隨著裝置進料量的降低，經(jīng)過操作優(yōu)化，與使用A催化劑相比，使用B催化劑時，原料預(yù)熱溫度降低7 ℃，燒焦罐溫度降低4 ℃，分餾塔塔底液相溫度降低12 ℃，分餾塔塔底氣相溫度增加13 ℃，油漿回煉量為7.5 t/h，其它主要操作參數(shù)均保持穩(wěn)定，裝置運行平穩(wěn)。

2.3 平衡催化劑的性質(zhì)及單耗

平衡催化劑的性質(zhì)及單耗見表4。從表4可以看出：通過均勻補入新鮮催化劑，A催化劑和B催化劑相比微反活性變化不大；與A催化劑相比，使用B催化劑時，單耗降低0.26 kg/t，催化劑加注量有所降低，有利于節(jié)約催化劑成本；在進料性質(zhì)變差的情況下，使用B催化劑時，平衡劑上重金屬含量略微增加。

表4 平衡催化劑的性質(zhì)及單耗

2.4 產(chǎn)品分布

催化裂化裝置回收了裝置外的常壓干氣、噴氣燃料加氫干氣、加氫精制干氣、加氫改質(zhì)干氣、重整干氣、氣體分餾干氣、聚丙烯尾氣、汽油加氫尾氣、重整拔頭油等。按各組分的組成進行計算扣除，得到不含回收部分的催化裂化反應(yīng)物料平衡數(shù)據(jù)，結(jié)果見表5。由表5可見，與使用A催化劑相比，使用B催化劑時干氣產(chǎn)率和汽油收率分別提高1.13百分點和3.64百分點，柴油收率降低3.86百分點，在原料性質(zhì)變重變差和回煉油漿的情況下，生焦量仍降低0.22百分點，說明B催化劑有更好的焦炭選擇性；輕質(zhì)液體收率增加0.41百分點，丙烯收率(對原料)增加0.49百分點，異丁烯收率(對原料)減少0.11百分點，說明B催化劑具有更好的丙烯選擇性。

表5 催化裂化反應(yīng)的物料平衡數(shù)據(jù) w，%

2.5 產(chǎn)品性質(zhì)

2.5.1 干氣 催化裂化干氣的組成見表6。由表6可見，使用A催化劑時，H2/CH4體積比為1.57，較使用B催化劑時降低0.28個單位，在Ni 含量相差不大的情況下，說明A催化劑較B催化劑具有更強的抗金屬污染能力。

2.5.2 液化氣 催化裂化液化氣的組成見表7。由表7可見，與A催化劑相比，使用B催化劑，液化氣中丙烯體積分數(shù)增加5.41百分點，異丁烯體積分數(shù)減少0.45百分點，說明B催化劑具有更好的丙烯選擇性，有助于多產(chǎn)丙烯。

表6 催化裂化干氣的組成 φ，%

1) 單位為mgm3。

表7 液化氣的組成 φ，%

2.5.3 穩(wěn)定汽油 催化裂化穩(wěn)定汽油的性質(zhì)見表8。由表8可見：使用B催化劑時，汽油中烯烴體積分數(shù)為42.3%，較使用A催化劑時增加1.3百分點；RON為91.4，較使用A催化劑時增加1.3個單位。

表8 穩(wěn)定汽油的性質(zhì)

2.5.4 柴 油 催化裂化柴油的性質(zhì)見表9。由表9可見：與A催化劑相比，采用B催化劑后對催化裂化柴油質(zhì)量影響不大，在標定期間柴油密度略有增加，初餾點、10%餾出溫度和50%餾出溫度均有所增加，說明在操作優(yōu)化過程中，柴油與汽油分割效果好；十六烷值增加0.5個單位。

表9 催化裂化柴油的性質(zhì)

2.5.5 油 漿 催化裂化油漿的性質(zhì)見表10。由表10可見，與A催化劑相比，B催化劑標定期間油漿固含量相當，油漿密度增加1.4 kg/m3，殘?zhí)吭黾?.15百分點，性質(zhì)變重變差。說明與A催化劑相比，B催化劑具有更強的重油轉(zhuǎn)化和裂化反應(yīng)能力。

表10 催化裂化油漿的性質(zhì)

3 結(jié) 論

(1) 使用重油轉(zhuǎn)化催化劑B后，在原料性質(zhì)變重變差和回煉油漿的情況下，生焦量仍降低0.22百分點，輕質(zhì)液體收率增加0.41百分點，丙烯收率(對原料)提高0.49百分點，汽油研究法辛烷值增加1.3個單位，表現(xiàn)出良好的重油轉(zhuǎn)化和裂化反應(yīng)能力和產(chǎn)品選擇性。

(2) 使用重油轉(zhuǎn)化催化劑B后，催化劑單耗降低0.26 kg/t。

(3) 使用重油轉(zhuǎn)化催化劑B后，裝置運行平穩(wěn)，催化劑流化正常，油漿固含量無明顯變化。

[1] 崔守業(yè)，許友好，程叢禮，等.MIP技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用及其新發(fā)展[J].石油學報(石油加工)，2010，26(S1)：23-28

[2] 許友好，張久順，龍軍.生產(chǎn)清潔汽油組分的催化裂化新工藝MIP[J].石油煉制與化工，2001，32(8)：1-5

[3] 陳波.優(yōu)化生產(chǎn)提高重油催化裂化裝置經(jīng)濟效益[J].煉油技術(shù)與工程，2003，33(3)：42-45

[4] 武利春，沈興，劉建，等.重油催化裂化裝置新配方MIP專用催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2015，46(1)：25-27

[5] 唐津蓮，崔宇業(yè)，程從禮.MIP技術(shù)在提高液體產(chǎn)品收率上的先進性分析[J].石油煉制與化工，2015，46(4)：29-32

[6] Zhang Jiexiao，Zhou Yan，Xu Yun，et al.Research and development of novel heavy oil catalytic cracking catalyst RCC-1[J]. China Petroleum Processing and Petrochemical Technology，2014，16(4)：7-11

COMMERCIAL APPLICATION OF HIGH EFFICIENT HEAVY OIL CONVERSION FCC CATALYST

Shen Xing， Wu Lichun， Liu Jian， Xia Jianping

(PetrochinaHohhotPetrochemicalCompany，Hohhot010070)

A new high efficient heavy oil conversion catalyst B was developed and commercialized for a RFCC unit with a capacity of 2.8 Mt/a in Petrochina Hohhot Petrochemical Company. The commercial application results show that though the worse quality feed was used and the slurry was back recycled， the coke yield is 0.22 percentage point lower than the results of the original catalyst A， the light liquid yield increases by 0.41 percentage point， propylene yield increases by 0.49 percentage point， RON of FCC gasoline improves by 1.3， and the unit consumption of catalyst decreases by 0.26 kg/t.

FCC； high efficient conversion； catalyst

2015-06-04； 修改稿收到日期： 2015-08-17。

沈興，碩士研究生，主要從事催化裂化工藝技術(shù)管理工作，發(fā)表論文多篇。

沈興，E-mail：shenxhsh@petrochina.com.cn。