油转化趋势下加氢裂化催化剂级配的工业应用

韩财畴 刘本仕

中国石化海南炼油化工有限公司 海南 洋浦 578101

某炼化加氢裂化装置采用中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院（以下简称：FRIPP）开发的FDC单段两剂尾油全循环多产中间馏分油加氢裂化工艺技术设计建设，设计加工原料为含硫VGO（减压馏分油），主要目的产品为中间馏分油兼产部分催化重整原料，于2006年10月投入运行。

为适应市场需求的变化以及平衡生产计划，2013年装置进行改造，将尾油全循环流程改为了一次通过流程，加工能力提升至150万吨/年，并对催化剂进行更换，采用FRIPP开发的FZC系列保护剂、FF-46加氢裂化精制剂、FC-16B加氢裂化催化剂，生产方案以多产中间馏分油为主，适当提高催化重整原料收率，同时保持柴油和尾油产品低凝点的特点，并适当提高反应活性，以及保证装置在低能耗下长周期稳定运行。2017年12月全厂检修期间，对装置使用的FF-46加氢裂化精制剂、FC-16B加氢裂化催化剂进行了再生，并补充了部分新鲜FF-66加氢裂化精制剂，将部分加氢裂化催化剂更换为FC-80，采用FRIPP开发的FC-16B和FC-80加氢裂化催化剂级配技术，其中FC-80加氢裂化催化剂装于裂化反应器第四床层。增产催化重整原料，要求进一步提高尾油的粘度指数。为满足企业油转化的生产需求，2022年公司检修期间对催化剂进行再次更换，采用FRIPP开发的FBN鸟巢型系列保护剂、FF-66精制剂、FC-76和FC-80催化剂级配体系。

1 催化剂级配的应用结果与分析

1.1 本周期与上周期催化剂装填结果对比

上周期使用的FC-16B/FC-80催化剂级配以多生产中间馏分油为主的同时增产石脑油，并兼产高粘度指数加氢裂化尾油作为润滑油基础油原料[1]。为适应本周期企业的油转化的生产需求，保证装置长周期运行，增强对加工原料的适应性，生产满足乙烯裂解装置用的加氢裂化尾油优等指标要求，以及重石脑油满足重整装置原料需求，同时重石脑油收率、产量尽量提高，对催化剂装填方案进行了调整。本周期采用了容杂容垢能力更好的FBN系列的鸟巢型保护剂[2]，并增加了300mm的保护剂的装填高度，以适应将来可能加工劣质原料的需求，确保装置5年/周期运行目标。精制反应器R101将上周期使用的FF-46精制剂更换为FF-66精制剂[3]，裂化反应器R102则将FC-16B/FC-80更换为FC-76/FC-80催化剂级配装填体系，后精制剂由FF-66更换为FF-12。裂化反应器第一、二床层装填FC-76，第三床层和第四床层上部装填FC-80，第四床层最底部使用FF-12后处理专用催化剂。催化剂装填如表1所示：

表1 两周期催化剂的装填情况

1.2 两个周期的标定结果对比

1.2.1 两个周期的标定期间操作参数的对比

为了全面考核本周期FC-76和FC-80催化剂级配体系下，催化剂的性能、产品分布等情况。2022年11月2日至2022年11月4日期间，装置对本周期使用的FC-76和FC-80催化剂级配体系进行标定。对装置前后两周期原料及工艺操作参数等进行对比分析，装置前后两周期标定期间，原料性质如表2所示。由表2可知：对比上周期原料性质，本周期原料馏程、硫含量、残碳、沥青质等性质与上周期相近，两个周期标定期间原料性质比较稳定，其中本周期标定期间原料氮含量比上周期高了206μg/g，因此本周期原料性质略差，脱氮难度较上周期大。

装置标定期间精制油性质如表3所示，主要操作参数如表4所示，本周期进料量比上周期进料量高5t/h，其中本周期原料性质较上周期略差。在两周期精制反应器入口压力相同，且满足精制油氮含量＜15 μg/g的情况下，本周期的精制反应器平均反应温度却比上周期降低了10.6℃，表明了精制反应器R101的精制剂全部换成新的FF-66精制剂之后具有较好的初期活性，精制效果较好，反应器具有较大的提温空间，满足装置的长周期运行。本周期标定期间的裂化反应器R102平均反应温度为390.03℃与上周期基本保持一致，总温升40.2℃比上周期高5.5℃，每个床层温升比较均匀合理，表明本周期的催化剂级配方案较为合理。

表3 两个周期的精制油性质

表4 标定期间主要操作参数

1.2.2 两周期产品分布对比

两周期主要产品的收率如图1所示，本周期标定期间重石脑油收率为27%较上周期高3.6%，满足重石脑油收率≮25%的催化剂技术协议的指标要求，满足重整装置原料需求；尾油收率为24.3%较上周期高出6.7%，达到尾油收率≮23%的催化剂技术协议要求；航煤收率较上周期下降了4.6%；柴油收率较上周期下降了6.2%。本周期重石脑油、尾油收率较上周期总体上增加，柴油与航煤收率比上周期总体上有所下降，实现了企业优化产品结构，增产重石脑油、尾油的生产需求。

图1 装置前后两周期标定期间主要产品收率

1.2.3 两周期主要产品性质对比

如表5和表6所示，在本周期FC-76和FC-80催化剂级配下，标定期间重石脑油的密度，馏程干点＜175℃，硫、氮含量≯0.5μg/g均满足指标要求，其中重石脑油的环烷烃、芳烃含量均比上周期分别提高了2.5%和3%，芳烃潜含量提高，可做优质的催化重整原料。

表5 加氢裂化部分产品主要性质对比

表6 装置前后两周期主要产品馏程变化

两周期标定期间航煤、柴油性质相近，馏出口均为合格产品。其中航煤闪点为47℃，芳烃含量达到8%以上，烟点为25.7mm，冰点为-73.8℃，硫氮含量低等性质满足特供3#喷气燃料指标要求。柴油与上周期相比，依然保持较好的低温流动性和抗爆性等性质，是优质的柴油调和组分。

本周期标定期间尾油BMCI值为12.7比上周期低1.7个单位，尾油密度、馏程、氮含量均可达到催化剂技术协议要求，满足尾油用作乙烯裂解料的要求，满足企业生产需求。

2 结束语

本周期使用FC-76和FC-80催化剂体系之后，标定期间航煤和柴油收率较上周期分别下降了4.6%和 6.2%；重石脑油收率为27%较上周期提高了3.6%，环烷烃提高了2.5%，芳烃含量提高了3%，芳烃潜含量提高，可做优质的催化重整原料，满足重整装置原料需求；尾油收率为24.3%较上周期高出了6.7%，BMCI值为12.7比上周期低1.7个单位，满足尾油用作乙烯裂解料的要求。

加氢裂化催化剂更换为FC-76和FC-80级配体系之后，催化剂活性整体发挥较好，实现了装置优化产品结构，改善产品质量，增产重石脑油、尾油的生产需求，达到了加氢裂化装置以生产燃料油为主转为生产化工原料的预期使用效果。