探索催化剂汽提时间对ACE装置收率的影响

方 超，曾厚旭，华献君，李全新

(1.中国石化催化剂有限公司长岭分公司，湖南 岳阳 414000；2.中国石化催化剂有限公司，北京 100020)

FCC是炼油工业中重质油二次加工的主要途径和提高轻油收率的重要手段，也是我国车用汽油的主要来源，ACE催化裂化评价装置(ACE装置)是美国Kayser技术公司设计制造的小型全自动化固定流化床催化裂化装置。因其具有自动化程度高、剂/油用量少、耗时短、可一次性做6个平行实验等优点被广泛认可。在推进分子筛的工业应用，实现从实验室到工业化的跨越以及销售的市场服务和催化剂性能预测等方面都有积极效果，在国际上有举

足轻重的作用[1]。在ACE装置上进行催化裂化催化剂评价时，催化剂与油气接触后发生催化剂裂化反应，催化剂颗粒之间和催化剂内部微孔充满着油气，如果油气不去除，会增加焦炭收率，对其他产品收率也会产生影响，ACE装置利用高纯氮气对催化剂进行汽提，去除催化剂所携带的油[2]。

本文考察同一催化剂在不同的剂油比下，不同的催化剂汽提时间对产品收率的影响，探索合适的催化剂汽提时间。

1 实验部分

1.1 实验催化剂和实验原料油选择

选择商业上广泛使用的催化剂A作为本次实验的催化剂，其物化性质如表1所示。

表1 催化剂A的物化性质

实验原料油取自长岭炼化二部3#催化蜡油，其性质分析数据如表2所示。

表2 原料油性质

1.2 实验过程

催化剂A在旋转老化装置上进行老化，老化温度790 ℃，老化时间17 h，老化后的催化剂冷却后过(100～300)目筛，过筛后的催化剂在350 ℃干燥2 h，放入干燥器备用。

将备好的催化剂在ACE装置进行评价，分别考察在剂油比5.0和7.0以及催化剂汽提时间从15 s到500 s条件下，催化剂汽提时间对产品收率的影响。气相和液相产物由美国安捷伦公司7890B型气相色谱仪进行分析，采用模拟蒸馏软件计算汽油、柴油和重油的组成，按其馏程定义C5～221 ℃馏分为汽油，(221～343) ℃馏分为柴油，大于343 ℃馏分为油浆。

2 结果与讨论

2.1 催化剂汽提时间对焦炭产率的影响

催化剂汽提时间对焦炭收率的影响见图1。

图1 催化剂汽提时间对焦炭收率的影响Figure 1 Effect ofcatalyst stripping time on coke yield

从图1可以看出，当剂油比为5时，随着催化剂汽提时间延长，焦炭收率由7.25%下降至2.88%；当剂油比为7时，随着催化剂汽提时间延长，焦炭收率由7.90%下降至3.49%，催化剂汽提时间超过200 s，两种剂油比条件下的焦炭收率趋于稳定。通过增加催化剂汽提时间，使多达约4.3%的碳氢化合物从催化剂上汽提出来，避免转化为焦炭。

2.2 催化剂汽提时间对产品收率的影响

图2～6为不同剂油比条件下，催化剂汽提时间的增加对产品收率的影响。

图2 催化剂汽提时间对干气收率的影响Figure 2 Effect of catalyst stripping time on dry gas yield

图3 催化剂汽提时间对液化气收率的影响Figure 3 Effect of catalyst stripping time on LPG yield

图4 催化剂汽提时间对汽油收率的影响Figure 4 Effect of catalyst stripping time on gasoline yield

图5 催化剂汽提时间对柴油收率的影响Figure 5 Effect of catalyst stripping time on diesel oil yield

从图2～5可以看出，随着催化剂汽提时间增加，干气收率、液化气收率、汽油收率及柴油收率都增加，当催化剂汽提时间超过300 s，这些产品收率保持稳定。由图6可以看出，随着催化剂汽提时间增加，油浆收率基本不变，表明随着催化剂汽提时间增加，汽提出的主要产物为沸点低于343 ℃的碳氢化合物，对于重油基本没有汽提效果。

图6 催化剂汽提时间对油浆收率的影响Figure 6 Effect of catalyst stripping time on bottoms yield

2.3 催化剂汽提时间对转化率的影响

催化剂汽提时间对转化率的影响如图7所示。

图7 催化剂汽提时间对转化率的影响Figure 7 Effect of catalyst stripping time on conversion

从图7可以看出，当剂油比为5时，随着催化剂汽提时间延长，转化率由73.34%下降至72.5%；当剂油比为7时，随着催化剂汽提时间延长，转化率由78.33%降至77.49%，催化剂汽提时间超过200 s，两种剂油比条件下的转化率基本不变。催化剂汽提时间增加，转化率下降的原因是油气中的柴油汽提出来后不能计入转化率中，而未能汽提出来的碳氢化合物则以焦炭形式计入转化率中。

3 结 论

(1)干气、液化气、汽油和柴油是可汽提的碳氢化合物，油浆是难以被汽提的碳氢化合物。

(2)随着催化剂汽提时间降低，焦炭收率急剧增加，因为催化剂上携带的油气未被汽提干净，从而转化成为焦炭。

(3)随着催化剂汽提时间增加，干气收率、液化气收率、汽油收率及柴油收率增加，当催化剂汽提时间超过300 s，收率基本维持不变，说明催化剂汽提时间为300 s时，催化剂所携带的可汽提油气基本被汽提干净。

(4)ACE装置评价较为合适的催化剂汽提时间为300 s。