LDO－75重油催化裂化催化劑的工業(yè)應(yīng)用

張 亮，鄒旭彪，秦 松，邢 侃

（中國(guó)石油蘭州石化公司催化劑廠，蘭州730060）

1 前 言

中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司Ⅰ套催化裂化裝置自2003年以來(lái)一直使用蘭州石化催化劑廠的LBO－16汽油降烯烴催化劑［1］，通過優(yōu)化裝置操作條件和使用降烯烴催化劑，催化裂化汽油烯烴含量（φ）降至35%左右，滿足了GB 17930汽油烯烴含量（φ）小于35%的要求［2］。隨著汽油加氫脫硫裝置的開工正常，對(duì)催化裂化汽油烯烴含量提出新的要求，催化裂化汽油烯烴含量（φ）小于50%即可滿足汽油加氫脫硫裝置的需要，關(guān)鍵是提高汽油辛烷值，從而滿足加氫后高標(biāo)號(hào)汽油調(diào)合要求。

隨著中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司新區(qū)煉油裝置的開工和老區(qū)蒸餾、焦化、丙烷裝置的停工，催化裂化原料性質(zhì)發(fā)生較大的變化，現(xiàn)用LBO－16汽油降烯烴催化劑已不能滿足裝置的要求，為此中國(guó)石油蘭州石化公司催化劑廠和中國(guó)石油石油化工研究院根據(jù)目前原料性質(zhì)和汽油質(zhì)量的要求，及時(shí)開發(fā)出新型重油催化裂化催化劑LDO－75，該劑采用新型高活性穩(wěn)定性分子篩改性技術(shù)、多孔活性基質(zhì)材料、重金屬捕集技術(shù)和ZSM－5改性技術(shù)［3］。本文主要介紹LDO－75催化劑在中國(guó)石油獨(dú)山子石化Ⅰ套催化裂化裝置上的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果。

2 工業(yè)試驗(yàn)概述

2.1 裝置概述

LDO－75催化劑工業(yè)試驗(yàn)在中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司Ⅰ套催化裂化裝置上進(jìn)行。該裝置建成于1977年11月，為高低并列式提升管蠟油催化裂化裝置，加工量800 kt/a，主要加工原料為常壓餾分油、減壓餾分油和焦化餾分油。

2.2 試驗(yàn)方案

為了確保催化劑工業(yè)試驗(yàn)的順利進(jìn)行，確定了詳細(xì)的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)期間進(jìn)行兩次標(biāo)定，首先對(duì)LBO－16催化劑的使用情況進(jìn)行空白標(biāo)定，作為工業(yè)試驗(yàn)的對(duì)比基礎(chǔ)；在LDO－75催化劑藏量達(dá)到80%以上時(shí)進(jìn)行總結(jié)標(biāo)定，LDO－75催化劑占系統(tǒng)催化劑的藏量之比按照兩種催化劑的等比跑損計(jì)算，控制催化劑加注速率恒定，每次標(biāo)定在裝置操作平穩(wěn)情況下持續(xù)進(jìn)行24 h，原料油、汽油、柴油、液化氣、油漿采用儀表計(jì)量。

2.3 試驗(yàn)過程

LDO－75催化劑的工業(yè)試驗(yàn)分為兩個(gè)階段。第一階段：2010年9月24—25日，對(duì)LBO－16催化劑進(jìn)行空白標(biāo)定，確立試驗(yàn)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。2010年9月26日開始向系統(tǒng)內(nèi)加入LDO－75催化劑，主要以維持正常生產(chǎn)置換速率進(jìn)行催化劑的置換。第二階段：2011年2月24日，共加注LDO－75催化劑155 t，占兩器催化劑藏量的87.2%，達(dá)到催化劑工業(yè)試驗(yàn)的標(biāo)定條件，原料性質(zhì)和空白標(biāo)定相近，進(jìn)行終期標(biāo)定。

3 原料油、催化劑性質(zhì)及操作條件

3.1 原料油性質(zhì)

催化裂化原料由減壓蠟油和焦化重蠟油組成，標(biāo)定期間的原料油性質(zhì)如表1所示。由表1可見，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)原料的密度增大，殘?zhí)亢土蚝孔兓^大，殘?zhí)坑?.57%上升至0.68%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.603%上升至0.745%，此外重金屬含量也有上升趨勢(shì)。說(shuō)明總結(jié)標(biāo)定時(shí)裝置原料性質(zhì)變差，原料中重組分的含量增加。

表1 原料油性質(zhì)

3.2 催化劑性質(zhì)

3.2.1 新鮮催化劑性質(zhì) 兩種新鮮催化劑的性質(zhì)對(duì)比如表2所示。從表2可以看出，兩種催化劑的磨損指數(shù)略有差別。在試用初期兩種催化劑磨損較為嚴(yán)重，催化劑跑損量略大。隨著LDO－75催化劑在系統(tǒng)中藏量增加（達(dá)到60%以上），催化劑跑損量和油漿固體含量趨于穩(wěn)定，回到正常范圍內(nèi)。從粒度分布看，LDO－75催化劑小于45.8μm的顆粒占19.4%，比LBO－16催化劑增大了4.2百分點(diǎn)，LDO－75催化劑中細(xì)粉顆粒多，旋風(fēng)分離器分離效率下降，也是催化劑試用初期跑損量大的原因之一。從表2可以看出，兩種催化劑的微反活性相同，表觀密度相同，在試用期間裝置反應(yīng)、再生系統(tǒng)流化正常，兩器催化劑各處密度、壓力降均在正常范圍，說(shuō)明LDO－75催化劑具有良好的流化輸送性能。

表2 新鮮催化劑性質(zhì)

3.2.2 平衡催化劑性質(zhì) 兩次標(biāo)定的平衡催化劑性質(zhì)如表3所示。由表3可見，總結(jié)標(biāo)定LDO－75平衡催化劑的比表面積和微反活性略高。

表3 平衡催化劑性質(zhì)

3.3 主要操作條件

標(biāo)定期間裝置的主要操作參數(shù)如表4所示。由表4可以看出：兩次標(biāo)定期間反應(yīng)溫度在496～ 497℃之間，裝置加工量、油漿回?zé)捔考盎責(zé)捰土炕疽恢拢慌c空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)再生器床層溫度、汽提蒸汽量等參數(shù)有所上升，其主要原因是總結(jié)標(biāo)定時(shí)原料性質(zhì)較差，相應(yīng)提高了相關(guān)的參數(shù)。

表4 主要操作條件

4 標(biāo)定結(jié)果及討論

4.1 產(chǎn)品分布

兩次標(biāo)定的產(chǎn)品分布如表5所示。從表5可以看出，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)汽油收率下降了2.13百分點(diǎn)，柴油收率上升了3.48百分點(diǎn)，液化氣收率下降了0.64百分點(diǎn)，干氣收率下降了0.49百分點(diǎn)，油漿收率下降了0.17百分點(diǎn)，裝置總液體收率上升了0.54百分點(diǎn)，輕質(zhì)油收率上升了1.37百分點(diǎn)。由此可見，采用LDO－75催化劑時(shí)產(chǎn)品選擇性好、輕質(zhì)油收率高、總液體收率高、重油轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)。

表5 產(chǎn)品分布

4.2 產(chǎn)品質(zhì)量

4.2.1 汽油產(chǎn)品性質(zhì) 表6為穩(wěn)定汽油性質(zhì)數(shù)據(jù)。由表6可知，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定的汽油烯烴含量（φ）上升了8.8百分點(diǎn)，芳烴含量（φ）上升了0.7百分點(diǎn)，汽油研究法辛烷值（RON）上升了1.9個(gè)單位，MON上升了1.6個(gè)單位。說(shuō)明LDO－75催化劑具有較強(qiáng)的異構(gòu)化和芳構(gòu)化功能，通過改變汽油的組成和單體烴結(jié)構(gòu)達(dá)到提高汽油辛烷值的目的。

表6 穩(wěn)定汽油性質(zhì)數(shù)據(jù)

4.2.2 柴油產(chǎn)品性質(zhì) 柴油性質(zhì)數(shù)據(jù)如表7所示。由表7可知，總結(jié)標(biāo)定時(shí)柴油產(chǎn)品的十六烷值和空白標(biāo)定相同，各餾出點(diǎn)溫度均比空白標(biāo)定有所上升，其主要性質(zhì)均未發(fā)生大的變化。說(shuō)明LDO－75催化劑對(duì)柴油性質(zhì)影響不大。

表7 柴油性質(zhì)數(shù)據(jù)

4.2.3 液化氣組成 液化氣組成數(shù)據(jù)見表8。由表8可知，總結(jié)標(biāo)定和空白標(biāo)定液化氣中的丙烯含量（φ）分別為51.18%和43.11%，總結(jié)標(biāo)定液化氣中丙烯含量（φ）上升了8.07百分點(diǎn)，此外總結(jié)標(biāo)定中異丁烷和正丁烷含量較空白標(biāo)定下降。總結(jié)標(biāo)定和空白標(biāo)定的氫轉(zhuǎn)移指數(shù)［φ（丙烷＋丁烷）/φ（丙烯＋丁烯）］分別為0.33和0.39，說(shuō)明LDO－75催化劑的氫轉(zhuǎn)移活性低于LBO－16催化劑，催化劑擇形功能作用明顯，造成液化氣中丙烯含量增加。

表8 液化氣組成 φ，%

5 結(jié) 論

（1）LDO－75催化劑活性高、選擇性好、重油轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)。與對(duì)比劑相比，在原料性質(zhì)變差的情況下，采用LDO－75催化劑時(shí)油漿收率下降、總液體收率和輕質(zhì)油收率上升。

（2）LDO－75催化劑提高汽油辛烷值的能力強(qiáng)，與對(duì)比劑相比，汽油RON上升了1.9個(gè)單位，MON上升了1.6個(gè)單位，可達(dá)到提高汽油辛烷值生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)汽油的要求。

［1］ 吳永強(qiáng)，鄭仁新.催化裂化裝置生產(chǎn)清潔汽油［J］.石化技術(shù)與應(yīng)用，2004，22（1）：38－41

［2］ 毛國(guó)安.利用催化裂化技術(shù)生產(chǎn)低烯烴高辛烷值汽油［J］.石油與天然氣化工，2003，32（4）：219－221

［3］ 劉從華，丁偉，龐新梅，等.新型催化裂化催化劑的開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用［J］.石化技術(shù)與應(yīng)用，2007，25（5）：434－436