LZR-20PK催化劑在哈薩克斯坦奇姆肯特煉廠的工業應用

魯敬榮，柳召永，張君屹，馬志軍，嚴 帥，于 瀟，馬 玲

(1.蘭州石化公司 催化劑廠，甘肅 蘭州 730060；2.石化研究院 蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060）

哈薩克斯坦奇姆肯特煉廠重油催化裂化裝置設計規模為200×104t/a，以加工常壓渣油為主，年開工時數8160h，操作彈性70%～115%；包括反應再生部分、分餾部分、吸收穩定部分、煙氣能量回收部分、煙氣脫硫部分和干氣脫硫部分等。主要產品包括凈化干氣、液化氣、汽油和柴油，以及副產品油漿。裝置于2018年8月2日噴油成功正式投產運營，12月4日開始使用LZR-20PK新鮮劑。裝置總體需求以多產高辛烷值汽油為主，要求控制液化氣產率，降低催化劑消耗。針對上述需求，從研發設計時對LZR-20PK催化劑進行了“量體裁衣”的設計。針對裝置長周期運行，對催化劑要求良好的磨損指數，控制0～20μm細粉含量及Cl-含量；使用高活性穩定性分子篩，保證具有較高分子篩比表面積和適宜的Z/M比，同時降低稀土含量和氫轉移活性，提高汽油辛烷值；使用富含B酸的中大孔載體材料使得具有較大孔體積和良好的孔分布，同時具有優異的抗鎳污染能力。本文介紹了LZR-20PK催化劑在兩種原料條件下的工業應用情況。

1 加工100%庫姆克爾原料時LZR-20PK催化劑應用情況

1.1 100%庫姆克爾原料分析數據

裝置開工初期，加工100%庫姆科爾常渣，原料分析數據見表1。

表1 100%庫姆克爾原料油性質

從原料分析數據來看，奇姆肯特煉廠100%庫姆克爾常壓渣油原料殘炭適中，密度低，但其重金屬含量相對較高，特別是鈣、鎳、鐵等含量。使用LZR-20PK催化劑后原料密度、殘碳略有好轉但重金屬含量明顯上升，特別是鈣、鐵等變化明顯。

1.2 產品分布及應用數據

表2數據為開始使用LZR-20PK催化劑后，在加工100%庫姆科爾原料常渣時統計的產品分布和產品質量數據。

表2 100%庫姆克爾原料時LZR-20PK催化劑應用數據

從表2數據可以看出，裝置穩定加工100%庫姆克爾原油，使用LZR-20PK劑時核算單耗1.2kg/t以內，產品收率汽油52%～54%，柴油17%～19%，LPG12%～13%,干氣3.8%～4.3%，輕收71%～72%，總液收83%～84%，辛烷值RON91-91.5。

2 加工70%庫姆科爾：30%阿克糾賓混合原料時LZR-20PK催化劑應用情況

2.1 70%庫姆科爾：30%阿克糾賓混合原料分析數據

裝置于2019年5月底～6月初，開始加工70%庫姆克爾和30%阿克糾賓混合常壓渣油原料，該組分原料密度低、殘炭適中，API度有降低趨勢，說明原料油變得重質化，同時其重金屬含量相對較高，特別是鈣、鎳、鐵、鈉、釩等含量，鎳含量基本相當，鈣含量增加了3倍以上，釩含量增加了4～5倍，鐵含量原設計中沒有考慮，在12.19～16.70ppm之間，含量相對較高；硫含量也增加了接近1倍。分析數據見表3。

表3 70%庫姆克爾和30%阿克糾賓混合原料性質

2.2 原料變化后平衡劑分析數據變化

從平衡劑理化性質分析結果中可知，如圖1～5所示，平衡劑氧化鈉含量在4月底到7月底持續上升，鈣含量也持續增加，從2500ppm增加至8000ppm，平衡劑中鈣以氧化鈣形式存在，表現為堿性，容易與催化劑中酸性中心結合或粘連，而造成催化劑的活性中心失活，再加上鎳和釩含量分別為7000ppm和1500ppm，而LZR-20PK平衡劑在如此高的重金屬污染情況下，其ACE轉化率和比表面積維持平穩或略有增加，說明該催化劑具有較強的抗重金屬性能[1]。

圖1 平衡劑氧化鈉含量變化趨勢

圖2 平衡劑鈣含量變化趨勢

圖3 平衡劑釩含量變化趨勢圖

圖4 平衡劑ACE轉化率變化趨勢

圖5 平衡劑比表面積變化趨勢

2.3 70%庫姆科爾：30%阿克糾賓混合原料條件下產品分布及應用數據

從表4數據可以看出，裝置穩定加工70%庫姆科爾：30%阿克糾賓混合常壓渣油時，使用LZR-20PK劑時產品收率汽油50.06%，柴油20.38%，LPG12.58%,干氣4.9%，輕收70.44%，總液收83.01%，辛烷值可達RON91.8。催化劑單耗取試驗時間段內平均值，核算單耗1.74kg/t。

表4 70%庫姆科爾：30%阿克糾賓混合原料時LZR-20PK催化劑應用數據

3 結論

1）針對LZR-20PK催化劑在100%藏量的情況下，在裝置分別加工100%庫姆克爾和70%庫姆科爾：30%阿克糾賓混合常壓渣油時，結果表明LZR-20PK催化劑整體性能良好，具有較強的重油轉化能力、抗重金屬性能，可以生產高辛烷值汽油，滿足煉廠的需求。

2）從平衡劑分析結果可知，雖然重金屬含量高，特別是鎳、鐵、鈣、鈉等重金屬，但是LZR-20PK比表面和ACE活性維持較好的水平[2]，說明LZR-20PK催化劑較好的兼顧了重油轉化和抗重金屬污染，同時保證了高辛烷值汽油的生產。