催化剂LRC-99在乍得炼厂重油催化裂化装置的应用

任飞, 费伯成

（1. 中油国际（乍得）炼油有限公司 6550； 2. 中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113008）

催化剂LRC-99在乍得炼厂重油催化裂化装置的应用

任飞1, 费伯成2

（1. 中油国际（乍得）炼油有限公司 6550； 2. 中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113008）

通过对乍得炼厂重油催化裂化装置选用的LRC-99催化剂进行前期调研和后期应用，表明该催化剂能具有较好的重油转化能力和抗重金属污染能力，配合优化操作参数，能显著提高炼厂柴汽比，很好的满足了乍得炼厂的产品需求，给炼厂带来了较好的经济效益，是一款性能良好的催化剂。

催化剂；平衡剂；液收；收益

重油催化裂化装置是乍得炼厂生产汽柴油的主要装置，也是实施多产柴油方案的重要落脚点。为其选择匹配催化剂、实际工业应用并优化操作深挖催化剂潜力，是炼厂的重要任务。

本文主要以乍得炼厂重油催化裂化催化剂LRC-99的调研选择、工业应用，以及优化操作深挖催化剂潜力等三方面进行论述。

1 乍得炼厂催化剂调研选择

催化裂化过程是一种平行顺序反应，重油烃分子要经过多次裂化反应才转化为柴油、汽油、气体和焦炭等不同形态的产品。其反应机理是：在催化裂化催化剂表面的酸中心作用下，吸附在催化剂表面上的烃类分子形成正碳离子，随之发生一系列反应。正碳离子的裂化反应主要是β-裂化，生成一个小烯烃分子和一个新的小正碳离子。该小正碳离子或经过质子化转移后再继续裂化，或与另一大烃分子作用生成小的烃分子和新的大正碳离子，使催化裂化的链式反应进行，生成大量的C3C4和汽油组份［1,2］。

基于相关反应机理，多产柴油催化剂的相应要求：一是控制中间馏分的进一步裂化，抑制再裂化；二是具有较强的重油转化能力；三是具有较强的抗金属污染能力，活性保持能力强［3,4］。

基于催化原理的理论分析及工业应用效果的调研，由兰州石化公司催化剂厂生产的多产柴油催化剂LRC-99满足以上要求。

1.1 理论分析

催化剂LRC-99是以DM超稳分子筛为活性组分，以复合铝粘结改性高岭土为基质的催化剂，此催化剂改善了基质的孔径分布和活性组分的酸性分布，在提高中间馏份产率的同时改进了干气和焦炭的选择性。催化剂LRC-99主要物化性质见表1。

我的画：借用我的某个个人画展的一段文字来诠释：“明月伴我，天地之间，烟云无限，茕茕其间；明月伴我，依然如故，狂醉高歌，不问归期；明月伴我，水流花开，似有还无，似无还有。”

表1 LRC-99的主要物化性质Table 1 Main properties of LRC-99

1.2 工业应用调研

哈尔滨炼油厂 3#RFCC装置处理能力 100万t/a，原料为 100%大庆常压渣油，应用催化剂LRC-99。在标定期间，当催化剂LRC-99约占系统藏量的 75%、微反活性为 52%时，轻烃收率提高1.57%，焦炭产率下降0.77%，柴油收率提高4.9%，总液收提高1.02%，催化剂的稳定性和选择性良好。另外，催化剂的抗重金属污染能力较强。在使用钝化剂后，平衡剂上镍含量在8 500 ppm以上时，仍保持较好的产品分布。

催化剂 LRC-99在洛阳石油化工工程公司炼油实验厂进行试用标定，结果表明该催化剂能够满足工艺要求，并具有良好的工业使用性能，平衡剂活性较高，稳定性较好，产品分布理想，柴油选择性高。

乍得炼厂（设计）原料为常压渣油，密度为905.6 kg/m3，残碳4.87%，初馏点391 ℃，50%馏出点514℃。

从该催化剂的实际工业使用标定来看，催化剂LRC-99能够应用于乍得炼厂催化裂化装置，尤其是在乍得炼厂催化原料的Ni含量较高的情况下，催化剂LRC-99的较强抗重金属污染能力更加重要。

因此，乍得炼厂选择催化剂 LRC-99，并应用于重油催化裂化装置。

2 催化剂LRC-99的应用情况

2.1 装置概况

乍得炼厂60万t/a重油催化裂化装置是由中石化洛阳设计院设计。装置包括重油催化裂化装置和产品精制装置。催化装置加工乍得混合原油常压渣油，设计加工规模为60万t/a。该套重油催化裂化装置技术特点主要体现在：（1）再生型式采用快速床+湍流床两端串联再生技术；（2）采用SKH-5高效雾化喷嘴；（3）提升管出口采用效率较高的粗旋风分离器；（4）采用高效汽提技术。

2.2 原料性质

中油国际（乍得）公司H区块油田生产的混合原油，经乍得炼厂常压蒸馏装置得到常渣，作为乍得炼厂催化装置的原料(表2)。

表2 原料油分析数据Table 2 Feed oil analysis data

2012年和2013年的常渣性质和设计值基本接近。自2014年开始，原料开始呈现明显变重趋势，2015年残炭值攀升至7.79%。具体数据见表2。

在选用催化剂LRC-99后催化两器操作平稳，满足设计操作条件。 2014年至2015年，随着原料性质变重，再生系统再生温度逐步升高，平衡剂烧焦情况良好，再生剂定碳含量控制较好，均未超过0.02%（m/m）。

2.4 平衡剂参数

自2012年开始，装置开始对平衡剂分析进行跟踪，具体变化趋势如表3。

2012年至2014年，平衡剂筛分组成分布保持良好。但2015年40 μm以下含量有所上升，＞80 μm组份有所下降；

2012年至2013年，系统平衡剂整体性质持续稳定，从2014年开始，比表面积和孔体积逐步下降。

重金属含量较高，其中Ni含量呈现逐步上升趋势，2015年高达26 644 ppm。具体数据见表3。

表3 平衡剂分析数据Table 3 Balance catalyst analysis data

2.5 应用效果

2.5.1 产品性质

2012年和2013年汽柴油均满足质量要求。为了应对当地柴油的巨大需求，2013年公司将柴油95%点调整到372 ℃。

2014年公司又将柴油95%点调整到不大于385℃。具体数据见表4、表5。

表4 稳定汽油分析数据Table 4 Stable gasoline analysis data

表5 柴油分析数据Table 5 Diesel analysis data

2.5.2 产品分布

使用催化剂LRC-99后，柴汽比最低为1.01，最高达到1.14，比设计值提高0.2～0.33个百分点。具体数据见表6。

表6 催化装置主要产品分布Table 6 RFCCU main product distribution

2.6 经济效益

使用催化剂LRC-99后收益如下：以2012年处理量的35.19万t计算，汽油收率降低1.07%，汽油价格5 510元人民币/t（1元人民币=87西法），则汽油产量减少3 765 t，汽油收益减少2 075万元；柴油收率提高了7.77%，柴油产量增加27 343 t，柴油价格5 820元人民币/t，柴油收益增加15 914万元；液化气收率下降了0.72%，液化气产量减少2 534 t，液化气价格5 828元人民币/t，液化气效益减少1 477万元，由于油浆和干气作为电站燃料，不计入产品收益中，所以2012年总体收益为12 362万元。

依次计算，2013年产生的总体收益为：13 098万元。2014年产生总体效益为：4 378万元。2015年产生总体效益为：1 970万元。

从2012年至2015年，采用催化剂LRC-99后产品结构调整累计产生的效益为：31 808万元。

3 优化操作

改变操作参数，如降低反应温度、提高回炼比、改变切割点等，能够一定程度的增产柴油。要实现催化装置最大可能地多产柴油，就必须针对原料的特性，紧密地结合装置多产柴油的操作方案，充分发挥催化剂和工艺操作双方的优势，不断深挖催化剂 LRC-99 的应用潜力［5,1,2］。

与2012年相比，2013年乍得炼厂催化原料性质密度、残炭等基本平稳，但是重金属Ni含量继续增加，2014和2015年原料性质密度和残炭同时持续攀升，重金属含量也随之大幅上升。2013年平衡剂的Ni含量高达12 690 ppm，2014年上升到16 359 ppm，2015年高达26 644 ppm。虽然催化剂中毒很深，但产品分布依然比较理想。除了催化剂本身具有较高的抗重金属污染能力外，这与装置及时根据原料性质调整优化操作，深挖催化剂的潜力也是分不开的。2013年以后，装置进一步提高剂油比，配合停用油浆回炼、加大油浆外甩等措施，一方面降低重金属对催化剂的污染，另一方面为电站提供燃料，实现炼厂燃料油和重油的平衡。

通过应用我们发现，虽然催化剂LRC-99具有较好的抗重金属能力和重油裂解能力，但是从2014年，特别是2015年催化原料性质和装置总体操作情况来看，如果乍得炼厂催化原料可裂化性能和重金属含量持续得不到改善，或同时进一步增加，超过催化剂能力和工艺优化的限制，则会影响该催化剂的使用。

4 结 论

（1）催化剂LRC-99使用前调研的理论分析是有益且可行的；

（2）催化剂 LRC-99具有较好的工业应用效果，主要体现在：较强的重油裂化能力、较高的柴油选择性和较强的抗重金属污染能力。

（3）使用催化剂LRC-99后，对炼厂的产品结构有比较明显的改善，满足了炼厂的产品需求，为乍得炼厂创造了较好的经济收益。

［1］ 赵晨曦，阎子峰，宋春敏.催化裂化多产柴油催化剂的研究进展[J].石油天然气化工，2005，34(2):114-117.

［2］ 胡勇仁，彭永强，张执刚,等．催化裂化多产液化气和柴油技术在广石化的工业应用[J]．石油炼制与化工，2001，32(12)：18-22.

［3］ 梁凤印．流化催化裂化[M].第一版.北京：中国化工出版社，2005.

［4］ 陈俊武，等.催化裂化工艺与工程[M]. 第二版.北京：中国化工出版社，2005.

［5］叶晓东，刘静翔，徐武清.重油催化裂化增产柴油的技术分析[J] .炼油技术与工程，2003，3(4):15-18.

Application of Catalyst LRC-99 in RFCCU in Chad Refinery

REN Fei1, FEI Bo-chengi2
（1. N'djamena Refinery Company , B.P:6550，Chad；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113008, China）

Preliminary study about application of catalyst LRC- 99 in N'djamena refinery company RFCC unit was carried out, and actual application status was analyzed. The results show that the catalyst LRC- 99 has good ability of heavy oil conversion, and good resistance to heavy metal pollution, at the same time, optimizing operating parameters can significantly improve diesel-gasoline ratio. The catalyst LRC- 99 not only can meet the production demands of N'djamena refinery company, but also can bring huge economic benefits to this refinery.

Catalyst;Equilibrium catalyst; Liquid yield; Income

TE 624.9

A

1671-0460（2017）11-2327-03

2017-08-30

任飞（1983-），男，江苏省扬州市人，中级职称，2005年毕业于江汉石油学院化学工程与工艺，研究方向：从事炼油生产管理，现任中油国际（乍得）炼油有限公司重油催化裂化装置经理。E-mail：renfei@tdnrc.com。

费伯成（1980-），男，江苏金湖人，高级工程师，研究方向：从事石油化工生产技术管理。E-mail：feibc@petrochina.com.cn。