張 亮，鄒旭彪，秦 松，邢 侃

（中國石油蘭州石化公司催化劑廠，蘭州730060）

1 前 言

中國石油獨(dú)山子石化公司Ⅰ套催化裂化裝置自2003年以來一直使用蘭州石化催化劑廠的LBO－16汽油降烯烴催化劑［1］，通過優(yōu)化裝置操作條件和使用降烯烴催化劑，催化裂化汽油烯烴含量（φ）降至35%左右，滿足了GB 17930汽油烯烴含量（φ）小于35%的要求［2］。隨著汽油加氫脫硫裝置的開工正常，對(duì)催化裂化汽油烯烴含量提出新的要求，催化裂化汽油烯烴含量（φ）小于50%即可滿足汽油加氫脫硫裝置的需要，關(guān)鍵是提高汽油辛烷值，從而滿足加氫后高標(biāo)號(hào)汽油調(diào)合要求。

隨著中國石油獨(dú)山子石化公司新區(qū)煉油裝置的開工和老區(qū)蒸餾、焦化、丙烷裝置的停工，催化裂化原料性質(zhì)發(fā)生較大的變化，現(xiàn)用LBO－16汽油降烯烴催化劑已不能滿足裝置的要求，為此中國石油蘭州石化公司催化劑廠和中國石油石油化工研究院根據(jù)目前原料性質(zhì)和汽油質(zhì)量的要求，及時(shí)開發(fā)出新型重油催化裂化催化劑LDO－75，該劑采用新型高活性穩(wěn)定性分子篩改性技術(shù)、多孔活性基質(zhì)材料、重金屬捕集技術(shù)和ZSM－5改性技術(shù)［3］。本文主要介紹LDO－75催化劑在中國石油獨(dú)山子石化Ⅰ套催化裂化裝置上的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果。

2 工業(yè)試驗(yàn)概述

2.1 裝置概述

LDO－75催化劑工業(yè)試驗(yàn)在中國石油獨(dú)山子石化公司Ⅰ套催化裂化裝置上進(jìn)行。該裝置建成于1977年11月，為高低并列式提升管蠟油催化裂化裝置，加工量800 kt/a，主要加工原料為常壓餾分油、減壓餾分油和焦化餾分油。

2.2 試驗(yàn)方案

為了確保催化劑工業(yè)試驗(yàn)的順利進(jìn)行，確定了詳細(xì)的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)期間進(jìn)行兩次標(biāo)定，首先對(duì)LBO－16催化劑的使用情況進(jìn)行空白標(biāo)定，作為工業(yè)試驗(yàn)的對(duì)比基礎(chǔ)；在LDO－75催化劑藏量達(dá)到80%以上時(shí)進(jìn)行總結(jié)標(biāo)定，LDO－75催化劑占系統(tǒng)催化劑的藏量之比按照兩種催化劑的等比跑損計(jì)算，控制催化劑加注速率恒定，每次標(biāo)定在裝置操作平穩(wěn)情況下持續(xù)進(jìn)行24 h，原料油、汽油、柴油、液化氣、油漿采用儀表計(jì)量。

2.3 試驗(yàn)過程

LDO－75催化劑的工業(yè)試驗(yàn)分為兩個(gè)階段。第一階段：2010年9月24—25日，對(duì)LBO－16催化劑進(jìn)行空白標(biāo)定，確立試驗(yàn)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。2010年9月26日開始向系統(tǒng)內(nèi)加入LDO－75催化劑，主要以維持正常生產(chǎn)置換速率進(jìn)行催化劑的置換。第二階段：2011年2月24日，共加注LDO－75催化劑155 t，占兩器催化劑藏量的87.2%，達(dá)到催化劑工業(yè)試驗(yàn)的標(biāo)定條件，原料性質(zhì)和空白標(biāo)定相近，進(jìn)行終期標(biāo)定。

3 原料油、催化劑性質(zhì)及操作條件

3.1 原料油性質(zhì)

催化裂化原料由減壓蠟油和焦化重蠟油組成，標(biāo)定期間的原料油性質(zhì)如表1所示。由表1可見，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)原料的密度增大，殘?zhí)亢土蚝孔兓^大，殘?zhí)坑?.57%上升至0.68%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.603%上升至0.745%，此外重金屬含量也有上升趨勢(shì)。說明總結(jié)標(biāo)定時(shí)裝置原料性質(zhì)變差，原料中重組分的含量增加。

表1 原料油性質(zhì)

3.2 催化劑性質(zhì)

3.2.1 新鮮催化劑性質(zhì) 兩種新鮮催化劑的性質(zhì)對(duì)比如表2所示。從表2可以看出，兩種催化劑的磨損指數(shù)略有差別。在試用初期兩種催化劑磨損較為嚴(yán)重，催化劑跑損量略大。隨著LDO－75催化劑在系統(tǒng)中藏量增加（達(dá)到60%以上），催化劑跑損量和油漿固體含量趨于穩(wěn)定，回到正常范圍內(nèi)。從粒度分布看，LDO－75催化劑小于45.8μm的顆粒占19.4%，比LBO－16催化劑增大了4.2百分點(diǎn)，LDO－75催化劑中細(xì)粉顆粒多，旋風(fēng)分離器分離效率下降，也是催化劑試用初期跑損量大的原因之一。從表2可以看出，兩種催化劑的微反活性相同，表觀密度相同，在試用期間裝置反應(yīng)、再生系統(tǒng)流化正常，兩器催化劑各處密度、壓力降均在正常范圍，說明LDO－75催化劑具有良好的流化輸送性能。

表2 新鮮催化劑性質(zhì)

3.2.2 平衡催化劑性質(zhì) 兩次標(biāo)定的平衡催化劑性質(zhì)如表3所示。由表3可見，總結(jié)標(biāo)定LDO－75平衡催化劑的比表面積和微反活性略高。

表3 平衡催化劑性質(zhì)

3.3 主要操作條件

標(biāo)定期間裝置的主要操作參數(shù)如表4所示。由表4可以看出：兩次標(biāo)定期間反應(yīng)溫度在496～ 497℃之間，裝置加工量、油漿回?zé)捔考盎責(zé)捰土炕疽恢拢慌c空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)再生器床層溫度、汽提蒸汽量等參數(shù)有所上升，其主要原因是總結(jié)標(biāo)定時(shí)原料性質(zhì)較差，相應(yīng)提高了相關(guān)的參數(shù)。

表4 主要操作條件

4 標(biāo)定結(jié)果及討論

4.1 產(chǎn)品分布

兩次標(biāo)定的產(chǎn)品分布如表5所示。從表5可以看出，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)汽油收率下降了2.13百分點(diǎn)，柴油收率上升了3.48百分點(diǎn)，液化氣收率下降了0.64百分點(diǎn)，干氣收率下降了0.49百分點(diǎn)，油漿收率下降了0.17百分點(diǎn)，裝置總液體收率上升了0.54百分點(diǎn)，輕質(zhì)油收率上升了1.37百分點(diǎn)。由此可見，采用LDO－75催化劑時(shí)產(chǎn)品選擇性好、輕質(zhì)油收率高、總液體收率高、重油轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)。

表5 產(chǎn)品分布

4.2 產(chǎn)品質(zhì)量

4.2.1 汽油產(chǎn)品性質(zhì) 表6為穩(wěn)定汽油性質(zhì)數(shù)據(jù)。由表6可知，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定的汽油烯烴含量（φ）上升了8.8百分點(diǎn)，芳烴含量（φ）上升了0.7百分點(diǎn)，汽油研究法辛烷值（RON）上升了1.9個(gè)單位，MON上升了1.6個(gè)單位。說明LDO－75催化劑具有較強(qiáng)的異構(gòu)化和芳構(gòu)化功能，通過改變汽油的組成和單體烴結(jié)構(gòu)達(dá)到提高汽油辛烷值的目的。

表6 穩(wěn)定汽油性質(zhì)數(shù)據(jù)

4.2.2 柴油產(chǎn)品性質(zhì) 柴油性質(zhì)數(shù)據(jù)如表7所示。由表7可知，總結(jié)標(biāo)定時(shí)柴油產(chǎn)品的十六烷值和空白標(biāo)定相同，各餾出點(diǎn)溫度均比空白標(biāo)定有所上升，其主要性質(zhì)均未發(fā)生大的變化。說明LDO－75催化劑對(duì)柴油性質(zhì)影響不大。

表7 柴油性質(zhì)數(shù)據(jù)

4.2.3 液化氣組成 液化氣組成數(shù)據(jù)見表8。由表8可知，總結(jié)標(biāo)定和空白標(biāo)定液化氣中的丙烯含量（φ）分別為51.18%和43.11%，總結(jié)標(biāo)定液化氣中丙烯含量（φ）上升了8.07百分點(diǎn)，此外總結(jié)標(biāo)定中異丁烷和正丁烷含量較空白標(biāo)定下降?？偨Y(jié)標(biāo)定和空白標(biāo)定的氫轉(zhuǎn)移指數(shù)［φ（丙烷＋丁烷）/φ（丙烯＋丁烯）］分別為0.33和0.39，說明LDO－75催化劑的氫轉(zhuǎn)移活性低于LBO－16催化劑，催化劑擇形功能作用明顯，造成液化氣中丙烯含量增加。

表8 液化氣組成 φ，%

5 結(jié) 論

（1）LDO－75催化劑活性高、選擇性好、重油轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)。與對(duì)比劑相比，在原料性質(zhì)變差的情況下，采用LDO－75催化劑時(shí)油漿收率下降、總液體收率和輕質(zhì)油收率上升。

（2）LDO－75催化劑提高汽油辛烷值的能力強(qiáng)，與對(duì)比劑相比，汽油RON上升了1.9個(gè)單位，MON上升了1.6個(gè)單位，可達(dá)到提高汽油辛烷值生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)汽油的要求。

［1］ 吳永強(qiáng)，鄭仁新.催化裂化裝置生產(chǎn)清潔汽油［J］.石化技術(shù)與應(yīng)用，2004，22（1）：38－41

［2］ 毛國安.利用催化裂化技術(shù)生產(chǎn)低烯烴高辛烷值汽油［J］.石油與天然氣化工，2003，32（4）：219－221

［3］ 劉從華，丁偉，龐新梅，等.新型催化裂化催化劑的開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用［J］.石化技術(shù)與應(yīng)用，2007，25（5）：434－436