重油高效转化FCC催化剂的工业应用

沈 兴，武利春，刘 建，夏建平

(中国石油呼和浩特石化公司，呼和浩特 010070)

重油高效转化FCC催化剂的工业应用

沈 兴，武利春，刘 建，夏建平

(中国石油呼和浩特石化公司，呼和浩特 010070)

针对中国石油呼和浩特石化公司2.8 Mt/a催化裂化装置研究开发了一种新型重油高效转化催化剂B。在催化裂化装置的工业应用结果表明，与装置原催化剂A相比，使用催化剂B后，在原料性质变重变差和回炼油浆的情况下，生焦量仍降低0.22百分点，轻质液体收率增加0.41百分点，丙烯收率(对原料)提高0.49百分点，汽油研究法辛烷值增加1.3个单位，催化剂单耗降低0.26 kg/t。

催化裂化 高效转化 催化剂

随着加工原油的重质化劣质化、燃料油质量逐步升级及加工成本控制的挑战，各炼油企业都把装置生产优化作为挖潜增效的有效手段之一。催化裂化装置作为我国炼油厂规模最大的重油二次转化装置，在装置生产优化中也应首当其冲。中国石油呼和浩特石化公司(简称呼和浩特石化公司)2.8 Mt/a催化裂化装置由中国石化洛阳工程有限公司(简称LPEC)设计。该装置反应器和再生器采用同高并列式布置形式，反应部分采用中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)开发的MIP工艺技术[1-5]，再生部分采用LPEC开发的烧焦罐高效再生技术，最大限度地恢复和保护催化剂活性，为进一步优化MIP的产品收率和质量创造条件。再生烧焦采用CO完全燃烧方式，主风分配采用分布均匀的主风分布板，烧焦罐出口采用稀相管出口立式旋流式快分器，二密相主风采用多段式主风分布管，设置2台外取热器和1台内取热器，外取热器热负荷为139.7 MW，内取热器热负荷为0.98 MW，并设置脱气线，设计原料的康氏残炭为6.20%，密度(20 ℃)为906.0 kg/m3。随着原料性质的变重变差，面临以下生产瓶颈：①生焦量大，烧焦罐和二密相温度高，外取热器负荷增加；②干气产率增加；③油浆产率高；④丙烯收率低。为解决装置生焦量大和油浆产率高等问题，同时增产丙烯，石科院与中国石油兰州石化公司催化剂厂合作，开发生产了一种重油高效转化催化剂(简称B催化剂)，以满足催化裂化加工日益变重的原料油时对催化剂更加苛刻的要求[6]。B催化剂于2014年11月开始在呼和浩特石化公司炼油厂催化裂化装置上使用，2015年3月对B催化剂进行了标定，重点考察B催化剂在标定期间对生焦量、油浆产率和丙烯收率等方面的影响，同时就产品分布及产品性质与该炼油厂原使用催化剂(简称A催化剂)进行对比。本文主要介绍B催化剂在呼和浩特石化公司2.8 Mt/a催化裂化装置上的应用情况。

1 催化剂性质

A催化剂与B催化剂的主要性质见表1。由表1可见：B催化剂Fe2O3质量分数为0.23%；与A催化剂相比，B催化剂的Al2O3含量稍高；B催化剂磨损指数为1.5%，较A催化剂高0.4百分点；B催化剂比表面积为274 m2/g，较A催化剂低19 m2/g；B催化剂孔体积为0.34 mL/g，较A催化剂低0.03 mL/g；B催化剂表观堆密度为0.71 g/mL，较A催化剂高0.03 g/mL。

表1 新鲜催化剂的主要性质

2 重油高效转化FCC催化剂的工业应用

2.8 Mt/a重油催化裂化装置自2012年10月开工以来一直使用A催化剂。2014年11月通过自动加料系统开始逐渐加入B催化剂，至2015年3月，B催化剂的系统藏量达到60%以上，满足B催化剂的评定要求。A催化剂数据的采集为2014年9月的平均值，B催化剂数据的采集为2015年3月的平均值。

2.1 原料油性质

原料油为长庆原油、二连原油和塔木察格原油，其中二连原油和塔木察格原油混合后入厂，以下简称为二连原油，原油配比、常三线及常压渣油性质见表2。由表2可见，与使用A催化剂相比，使用B催化剂时，二连原油掺炼率增加5.04百分点，常压渣油密度和运动黏度基本保持不变，残炭增加0.18百分点，常三线95%馏出温度增加4 ℃，重金属含量略微增加，说明B催化剂工业应用期间的原料比A催化剂使用期间的原料变重变差。

表2 原油配比、常三线及常压渣油性质

2.2 主要操作条件

催化裂化装置的主要操作条件见表3。由表3可见，随着装置进料量的降低，经过操作优化，与使用A催化剂相比，使用B催化剂时，原料预热温度降低7 ℃，烧焦罐温度降低4 ℃，分馏塔塔底液相温度降低12 ℃，分馏塔塔底气相温度增加13 ℃，油浆回炼量为7.5 t/h，其它主要操作参数均保持稳定，装置运行平稳。

2.3 平衡催化剂的性质及单耗

平衡催化剂的性质及单耗见表4。从表4可以看出：通过均匀补入新鲜催化剂，A催化剂和B催化剂相比微反活性变化不大；与A催化剂相比，使用B催化剂时，单耗降低0.26 kg/t，催化剂加注量有所降低，有利于节约催化剂成本；在进料性质变差的情况下，使用B催化剂时，平衡剂上重金属含量略微增加。

表4 平衡催化剂的性质及单耗

2.4 产品分布

催化裂化装置回收了装置外的常压干气、喷气燃料加氢干气、加氢精制干气、加氢改质干气、重整干气、气体分馏干气、聚丙烯尾气、汽油加氢尾气、重整拔头油等。按各组分的组成进行计算扣除，得到不含回收部分的催化裂化反应物料平衡数据，结果见表5。由表5可见，与使用A催化剂相比，使用B催化剂时干气产率和汽油收率分别提高1.13百分点和3.64百分点，柴油收率降低3.86百分点，在原料性质变重变差和回炼油浆的情况下，生焦量仍降低0.22百分点，说明B催化剂有更好的焦炭选择性；轻质液体收率增加0.41百分点，丙烯收率(对原料)增加0.49百分点，异丁烯收率(对原料)减少0.11百分点，说明B催化剂具有更好的丙烯选择性。

表5 催化裂化反应的物料平衡数据 w，%

2.5 产品性质

2.5.1 干气 催化裂化干气的组成见表6。由表6可见，使用A催化剂时，H2/CH4体积比为1.57，较使用B催化剂时降低0.28个单位，在Ni 含量相差不大的情况下，说明A催化剂较B催化剂具有更强的抗金属污染能力。

2.5.2 液化气 催化裂化液化气的组成见表7。由表7可见，与A催化剂相比，使用B催化剂，液化气中丙烯体积分数增加5.41百分点，异丁烯体积分数减少0.45百分点，说明B催化剂具有更好的丙烯选择性，有助于多产丙烯。

表6 催化裂化干气的组成 φ，%

1) 单位为mgm3。

表7 液化气的组成 φ，%

2.5.3 稳定汽油 催化裂化稳定汽油的性质见表8。由表8可见：使用B催化剂时，汽油中烯烃体积分数为42.3%，较使用A催化剂时增加1.3百分点；RON为91.4，较使用A催化剂时增加1.3个单位。

表8 稳定汽油的性质

2.5.4 柴 油 催化裂化柴油的性质见表9。由表9可见：与A催化剂相比，采用B催化剂后对催化裂化柴油质量影响不大，在标定期间柴油密度略有增加，初馏点、10%馏出温度和50%馏出温度均有所增加，说明在操作优化过程中，柴油与汽油分割效果好；十六烷值增加0.5个单位。

表9 催化裂化柴油的性质

2.5.5 油 浆 催化裂化油浆的性质见表10。由表10可见，与A催化剂相比，B催化剂标定期间油浆固含量相当，油浆密度增加1.4 kg/m3，残炭增加0.15百分点，性质变重变差。说明与A催化剂相比，B催化剂具有更强的重油转化和裂化反应能力。

表10 催化裂化油浆的性质

3 结 论

(1) 使用重油转化催化剂B后，在原料性质变重变差和回炼油浆的情况下，生焦量仍降低0.22百分点，轻质液体收率增加0.41百分点，丙烯收率(对原料)提高0.49百分点，汽油研究法辛烷值增加1.3个单位，表现出良好的重油转化和裂化反应能力和产品选择性。

(2) 使用重油转化催化剂B后，催化剂单耗降低0.26 kg/t。

(3) 使用重油转化催化剂B后，装置运行平稳，催化剂流化正常，油浆固含量无明显变化。

[1] 崔守业，许友好，程丛礼，等.MIP技术的工业应用及其新发展[J].石油学报(石油加工)，2010，26(S1)：23-28

[2] 许友好，张久顺，龙军.生产清洁汽油组分的催化裂化新工艺MIP[J].石油炼制与化工，2001，32(8)：1-5

[3] 陈波.优化生产提高重油催化裂化装置经济效益[J].炼油技术与工程，2003，33(3)：42-45

[4] 武利春，沈兴，刘建，等.重油催化裂化装置新配方MIP专用催化剂的工业应用[J].石油炼制与化工，2015，46(1)：25-27

[5] 唐津莲，崔宇业，程从礼.MIP技术在提高液体产品收率上的先进性分析[J].石油炼制与化工，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。

沈兴，硕士研究生，主要从事催化裂化工艺技术管理工作，发表论文多篇。

沈兴，E-mail：shenxhsh@petrochina.com.cn。