UPC催化劑的工業應用

趙振華，趙 勇

(1.青島惠城環保科技股份有限公司，山東 青島 266500；2.中國石化青島石油化工有限責任公司，山東 青島 266043)

催化裂化是煉油行業十分重要的二次加工過程，FCC催化劑在催化裂化工藝中扮演著重要角色。隨著我國煉油加工能力的逐年增加，產生的FCC廢催化劑也不斷增多[1]，2016年頒布的《國家危險廢物名錄》中將FCC廢催化劑定性為危險廢物[2]。

FCC廢催化劑中含有硅、鋁和稀土等資源元素，以及原油中帶來的鎳、釩、鐵、鈣等重金屬元素[3]，因此處理方法上從長遠來看，填埋必將被取締；作為平衡劑只能回用一部分；磁分離只是減少了FCC廢催化劑的產量，未對廢劑進行回收利用，FCC廢催化劑低碳循環處理和資源化利用已成為環境學科的發展趨勢[4]。UPC催化劑是對FCC廢催化劑進行逆向拆解回用其中的鋁元素與稀土元素[5]，采用先進的分子篩合成、晶化技術重新合成分子篩，再進行FCC催化劑生產。做到了對FCC廢催化劑處理技術方面的無害化和資源化，不僅可以提高資源的利用率，還可以保護環境，帶來一定的經濟效益。

1 工業應用概況

1.1 工業應用裝置簡介

青島石化催化裂化裝置是由中國石化洛陽石化工程公司設計，采用洛陽石化工程公司開發的ROCC-VA型專利技術，于1999年9月26 日一次試車成功。 2005 年全廠裝置大檢修期間，利用石油化工科學研究院 MIP-CGP 技術對裝置進行了擴能技術改造，并通過改造采用了石科院開發的 LTAG 技術[6]。裝置由反應-再生系統、分餾系統、吸收-穩定系統、產品精制系統、煙氣能量回收系統、產汽系統等部分組成。

1.2 UPC催化劑簡介

UPC催化劑針對青島石化摻煉較高比例未加氫焦化蠟油、回煉經加氫預處理高密度催化柴油的原料結構，兼顧輕收最大化的要求，采用了以下技術手段設計了催化劑配方：①采用專有高性能分散基質，梯度分布的孔結構提高其可接近性，提高催化劑穩定性和活性的同時，減少過度裂化的發生。②采用化學超穩化Y型分子篩為主要活性組分，調整稀土含量和超穩化程度使催化劑具有適度的階梯式裂化活性，其中高硅鋁比Y型分子篩有較佳的開環能力。③有針對性地賦予部分抗重金屬(鎳、釩等)污染性能和抗堿性氮中毒性能，控制基質的焦炭選擇性。④采用專有的鋁溶膠技術與特有的催化劑制備技術，賦予催化劑優異的抗磨損性能，將催化劑的跑損減至最低。

表1 UPC催化劑質量指標

表1(續)

1.3 工業應用過程

2018年7月8日UPC催化劑開始進入反再系統參與反應，使用過程中裝置的原料性質穩定，操作平穩，操作條件及生產方案不做大的調整，加劑速率與原有劑相同。至8月20日累計加入107噸，占系統藏量約35.67%，選取使用UPC催化劑前2018年6月1日～2018年7月7日為空白期，2018年7月8日～2018年8月20日為標定期。青島石化催化車間統計了兩個時期原料油性質、平衡劑數據、操作參數、產品分布、產品質量情況等數據，進行對比分析。

2 UPC催化劑工業應用數據分析

2.1 原料油性質數據

表2 原料油性質對比

圖1 原料油密度變化趨勢

圖2 原料油殘炭變化趨勢

UPC催化劑使用前后，原料油性質穩定，密度、殘炭、重金屬含量略有下降，餾程與硫含量略有上升。

2.2 系統平衡劑數據

表3 平衡劑性質對比

表3(續)

表3(續)

如表3所示UPC催化劑使用前后，系統內平衡劑性質穩定，重金屬含量略有上升。

2.3 操作參數

表4 裝置操作參數對比

空白期各操作參數與標定期操作參數相差不大，裝置操作平穩，未進行較大操作變動。

2.4 產品分布數據

表5 產品分布對比

表5數據顯示，液化氣收率增加0.94%，汽油收率增加0.85%，柴油收率下降1.25%，油漿收率下降1.37%，產品分布良好。

2.5 主要產品性質

表6 主要產品分析數據

表6(續)

如表6所示，UPC催化劑對各產品性質未產生不良影響。

3 結論

中國石化青島石油化工有限責任公司催化裝置應用青島惠城環保科技股份有限公司UPC催化劑后，裝置標定期與空白期原料油及生產操作基本處于相似水平，通過對比分析可以得到以下結論。

(1) UPC催化劑使用后能夠維持良好的裝置流化及操作穩定性。

(2) UPC催化劑的使用對各產品質量未產生不良影響。

(3) UPC催化劑具有較高的裂化性能和穩定性。

(4) UPC催化劑使用后，液化氣收率提高0.94%，輕收提高0.54%，油漿收率降低1.37%，產品分布比較理想。

(5) 青島惠城環保科技股份有限公司做到了對FCC廢催化劑處理技術方面的無害化和資源化，提高了資源的利用率，保護了環境。