LRC-99與LDO-75催化劑在催化裂化裝置上應(yīng)用對比分析

孫 澤 祿

(中油國際(尼日爾)煉油有限責(zé)任公司，津德爾)

LRC-99與LDO-75催化劑在催化裂化裝置上應(yīng)用對比分析

孫 澤 祿

(中油國際(尼日爾)煉油有限責(zé)任公司，津德爾)

對尼日爾煉油廠催化裂化裝置使用LRC-99增產(chǎn)柴油催化劑和LDO-75催化劑期間的運轉(zhuǎn)情況及產(chǎn)品分布進行了分析和對比。結(jié)果表明：與使用LDO-75催化劑時相比，使用LRC-99催化劑后，柴油收率提高1.52百分點，汽油收率降低0.84百分點，輕質(zhì)油收率提高0.68百分點，表明LRC-99催化劑比LDO-75催化劑具有較高的增產(chǎn)柴油性能和更高的經(jīng)濟效益；LRC-99催化劑比LDO-75催化劑具有更強的抗磨性能和抗重金屬污染能力，在原料中Ni質(zhì)量分數(shù)為22.55 μg/、平衡劑上Ni質(zhì)量分數(shù)接近15 000 μg/的情況下，催化裂化裝置仍具有較好的產(chǎn)品分布。

催化裂化 柴油收率 輕油收率 催化劑

尼日爾煉油廠600 kt/a重油催化裂化裝置由中國石油華東勘察設(shè)計研究院設(shè)計，包括反應(yīng)-再生、分餾、吸收穩(wěn)定、主風(fēng)機組、氣壓機組及余熱鍋爐等單元。其再生系統(tǒng)采用快速床-湍流床串聯(lián)再生技術(shù)，下部為快速床(亦即燒焦罐)，上部為湍流床(即二密相)；由于外電網(wǎng)存在不確定性，主風(fēng)機組采用中壓凝汽汽輪機組合離心風(fēng)機。該裝置設(shè)計使用LRC-99增產(chǎn)柴油催化劑，加工的原料為尼日爾Agadem混合原油的常壓渣油，主要產(chǎn)品為汽油、柴油、液化氣和油漿等。LRC-99催化劑是中國石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的一種新型重油裂化增產(chǎn)柴油催化劑，由中國石油蘭州石化公司催化劑廠生產(chǎn)，可在較苛刻的操作條件下使用，它具有重油轉(zhuǎn)化能力強、焦炭選擇性好、水熱穩(wěn)定性好、抗重金屬污染能力強和強度高等特點[1-2]。

該裝置自開工以來已穩(wěn)定運行4年。原裝置從2014年1—3月向系統(tǒng)加入LDO-75增產(chǎn)汽油催化劑近120 t，催化劑單耗為0.81 kg/t，在此期間，反應(yīng)-再生系統(tǒng)流化正常，但是輕油收率有所降低，干氣和液化氣產(chǎn)量上升。由于LDO-75催化劑活性較高，造成催化劑置換周期延長，使催化劑的重金屬中毒加深，并且細粉含量上升，催化劑跑損量明顯增加，因此，從2014年4月1日開始加入LRC-99催化劑，至11月底為止共加入近330 t，催化劑單耗為0.96 kg/t。本文主要對該裝置2014年使用LDO-75和LRC-99 2種催化劑期間的運轉(zhuǎn)情況及產(chǎn)品分布進行分析和對比。

1 原料性質(zhì)

兩種催化劑使用期間的典型常壓渣油原料性質(zhì)見表1。由表1可見，與使用LDO-75催化劑時相比，LRC-99催化劑使用期間原料密度略有提高、重金屬含量和硫含量增大，特別是Ni的質(zhì)量分數(shù)達到22.55 μg/g，提高了3.23 μg/g，硫質(zhì)量分數(shù)提高了0.02百分點。

表1 常壓渣油原料的性質(zhì)

2 主要操作條件

2種催化劑使用期間催化裂化裝置的主要操作條件見表2。由表2可看出：與使用LDO-75催化劑時相比，LRC-99催化劑使用期間再生器主風(fēng)量提高、密相溫度降低，其中主風(fēng)量從約910 m3/min上升到約1 000 m3/min，密相溫度從710 ℃逐漸降到了680 ℃；2014年裝置加工量維持在55～59 t/h，LDO-75和LRC-99催化劑使用期間裝置負荷分別為約70%和72%，反應(yīng)-再生系統(tǒng)流化正常，說明2種催化劑的物理性能均可滿足裝置要求；2種再生劑的碳含量均很低，說明催化劑的孔分布較好，且燒焦效果較好；2種催化劑的單耗都比較低，表明兩者的活性均較高，但LRC-99催化劑的單耗比LDO-75催化劑高，這是由于原料變重引起的[3-4]。

表2 催化裂化裝置的主要操作條件

3 產(chǎn)品分布

在2014年裝置正常生產(chǎn)期間，汽油干點控制在190～205 ℃，柴油干點控制在355～370 ℃。2種催化劑使用期間的產(chǎn)品分布見表3。由表3可看出：在LDO-75催化劑使用期間，柴油收率比設(shè)計值低1.34百分點，汽油收率比設(shè)計值高0.86百分點，輕質(zhì)油收率比設(shè)計值低0.48百分點；在LRC-99催化劑使用期間，柴油收率比設(shè)計值高0.18百分點、比LDO-75催化劑使用期間高1.52百分點，汽油收率比設(shè)計值高0.02百分點、比LDO-75催化劑使用期間低0.84百分點，輕質(zhì)油收率比設(shè)計值高0.2百分點、比LDO-75催化劑使用期間高0.68百分點。表明LRC-99催化劑比LDO-75催化劑具有較好的增產(chǎn)柴油性能，同時汽油收率下降較少，所以使用LRC-99催化劑時目標產(chǎn)品收率較高。

表3 催化裂化裝置的產(chǎn)品分布 w，%

2014年1月至11月催化裂化裝置的汽油收率和柴油收率變化趨勢見圖1，液化氣收率和油漿產(chǎn)率變化趨勢見圖2。從圖1和圖2可見，與1—3月催化裂化裝置加注LDO-75催化劑時相比，在4—11月加注LRC-99催化劑期間，柴油收率明顯上升，汽油和液化氣收率有所下降，油漿產(chǎn)率先下降后上升，主要是由于下半年原料性質(zhì)變重所致。

圖1 汽油收率和柴油收率的變化趨勢

圖2 液化氣收率和油漿產(chǎn)率的變化趨勢

4 催化劑性能

2種催化劑使用期間新鮮劑與平衡劑的性質(zhì)分別見表4和表5。由表4和表5可知：與LDO-75新鮮劑相比，LRC-99新鮮劑的磨損指數(shù)較低，微反活性也較低，其余參數(shù)相差不大；LRC-99平衡劑中0～40 μm的顆粒占26.12%，而LDO-75平衡劑中0～40 μm的顆粒占28.90%，說明LRC-99催化劑的抗磨性能較強，另外，在日常生產(chǎn)操作的較高溫度下LRC-99催化劑不易破碎，有較強的穩(wěn)定性；LRC-99平衡劑的微反活性為55%，低于LDO-75平衡劑的微反活性(58%)，但是LRC-99催化劑卻表現(xiàn)出了很好的重油裂解能力，保證了目標產(chǎn)品的收率。LRC-99與LDO-75平衡劑上Ni質(zhì)量分數(shù)都接近15 000 μg/g，表明2種催化劑的Ni污染非常嚴重，但是在使用LRC-99催化劑期間產(chǎn)品分布比較好，表明該催化劑具有更強的抗重金屬污染能力。

表4 新鮮催化劑的性質(zhì)

表5 平衡催化劑的性質(zhì)

2014年1月至11月平衡催化劑活性和Ni含量的變化趨勢見圖3。由圖3可見，與1—3月催化裂化裝置加注LDO-75催化劑時相比，在4—11月加注LRC-99催化劑期間，催化劑的活性和Ni含量均先逐漸下降，然后略有上升。

5 結(jié) 論

(1) 與使用LDO-75催化劑時相比，使用LRC-99催化劑后，柴油收率提高1.52百分點，汽油收率降低0.84百分點，輕質(zhì)油收率提高0.68百分點。表明LRC-99催化劑比LDO-75催化劑具有較好的增產(chǎn)柴油性能，總經(jīng)濟效益提高。

(2) LRC-99催化劑比LDO-75催化劑具有更強的抗磨性能和抗重金屬污染能力，在原料中Ni質(zhì)量分數(shù)為22.55 μg/g、平衡劑上Ni質(zhì)量分數(shù)接近15 000 μg/g的情況下，催化裂化裝置仍具有較好的產(chǎn)品分布。

[1] 張洪濱.LRC-99催化劑工業(yè)應(yīng)用[J].煉油與化工，2003，14(2)：18-20

[2] 孫澤祿，劉斌，梅菊美.催化劑LRC-99在重油催化裂化裝置上的工業(yè)應(yīng)用[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2014，32(5)：421-423

[3] 沈興，武利春，劉建，等.重油高效轉(zhuǎn)化FCC催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2015,46(12):10-13

[4] 周翔，趙毅，田輝平，催化裂化油漿中較多鏈烷烴未裂化原因分析[J].石油煉制與化工，2015,46(12):20-24

PERFORMANCE COMPARISON OF LRC-99 AND LDO-75 CATALYST IN FCC UNIT

Sun Zelu

(ZinderRefineryCo.LTD.，Zinder，Niger)

The performance of LRC-99 catalyst for increasing diesel and the LDO-75 catalyst for increasing gasoline in Niger refinery FCC unit was introduced. The results show that the LRC-99 catalyst increases the total yield of light oil by 0.68 percentage point (diesel yield increases 1.52 percentage points， gasoline reduces 0.84 percentage point)， indicating the ability of increasing diesel production of the LRC-99 catalyst. It is found that LRC-99 also has stronger anti-wear and anti-pollution by heavy metal than LDO-75 catalyst. At the Ni content of 22.55 μgg in feed and 15 000 μgg on equilibrium catalyst， FCC unit operated using LRC-99 catalyst still provides a better product distribution.

fluid catalytic cracking； diesel yield； light oil yield； catalyst

2016-03-02； 修改稿收到日期： 2016-05-08。

孫澤祿，工程師，主要從事煉油技術(shù)管理工作，發(fā)表論文6篇。

孫澤祿，E-mail：sunzelu @nigersoraz.com；4938099@qq.com。