于善青，嚴(yán)加松，龔劍洪，郗艷龍，高立軍，田輝平

(1.中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院，北京 100083；2.中國(guó)石化石家莊煉化分公司)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，柴油消費(fèi)增速低于汽油消費(fèi)增速將成為常態(tài)，預(yù)計(jì)2020年中國(guó)汽油消費(fèi)量約161 Mt，年均增長(zhǎng)9%，柴油消費(fèi)量約180 Mt，年均增長(zhǎng)1%，消費(fèi)柴汽比為1.12。另一方面，為了減少機(jī)動(dòng)車排氣污染，改善空氣質(zhì)量，國(guó)內(nèi)高標(biāo)準(zhǔn)的清潔車用柴油標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)并實(shí)施[1]。而國(guó)內(nèi)催化裂化技術(shù)的普遍應(yīng)用，會(huì)生產(chǎn)大量高芳烴含量、低十六烷值的催化裂化輕循環(huán)油(簡(jiǎn)稱LCO)。LCO的組成特性與清潔車用柴油期望的高飽和烴含量、高氫含量、高十六烷值的要求存在較大差距。因此，為了減少或轉(zhuǎn)化LCO，以適應(yīng)未來(lái)柴油、汽油的需求變化，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院(石科院)開(kāi)發(fā)了LTAG技術(shù)，將LCO餾分中的芳烴進(jìn)行選擇性加氫飽和，使雙環(huán)芳烴加氫飽和為四氫萘型單環(huán)芳烴，再進(jìn)行選擇性催化裂化，實(shí)現(xiàn)最大化生產(chǎn)高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴的目的[2-3]。

加氫LCO含有大量的四氫萘型單環(huán)芳烴，很容易作為供氫體發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)而重新生成雙環(huán)芳烴，成為L(zhǎng)CO餾分，很難發(fā)生開(kāi)環(huán)裂化反應(yīng)生成烷基苯型單環(huán)芳烴成為汽油餾分[4]；另一方面，加氫LCO和新鮮催化裂化原料性質(zhì)差別較大，生產(chǎn)運(yùn)行中受工藝和裝置條件的限制，加氫LCO和新鮮原料的催化轉(zhuǎn)化需要使用同一催化劑，常規(guī)的催化裂化催化劑難以滿足要求。因此，石科院研制開(kāi)發(fā)LTAG技術(shù)專用催化裂化催化劑SLG-1，既能高效地轉(zhuǎn)化加氫LCO，又能滿足新鮮原料的轉(zhuǎn)化要求，并在中國(guó)石化石家莊煉化分公司(石家莊煉化)Ⅲ套催化裂化裝置上進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用。

1 SLG-1催化劑的技術(shù)特點(diǎn)

(1) 根據(jù)加氫LCO的催化轉(zhuǎn)化化學(xué)和性質(zhì)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了超穩(wěn)化超小晶胞Y型分子篩，與常規(guī)超穩(wěn)Y型分子篩相比，具有更高的水熱穩(wěn)定性、更小的晶胞尺寸(小于2.443 nm)和更強(qiáng)的B酸中心，能夠顯著降低加氫LCO中四氫萘型單環(huán)芳烴和十氫萘型環(huán)烷烴的氫轉(zhuǎn)移活性，同時(shí)促進(jìn)環(huán)烷環(huán)的開(kāi)環(huán)裂化。

(2)協(xié)同組合具有豐富中孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)B酸活性的高可接近性Y型分子篩，促進(jìn)單環(huán)芳烴和多環(huán)環(huán)烷烴側(cè)鏈斷裂。

(3)匹配具有豐富大孔結(jié)構(gòu)和酸中心密度的氧化硅-氧化鋁基質(zhì)，增強(qiáng)其容炭能力以及對(duì)重油大分子的預(yù)裂化能力，更好地配合分子篩最大能力發(fā)揮選擇性裂化功能。

(4)開(kāi)發(fā)的SLG-1裂化催化劑能很好地配合LTAG工藝，既能高效地轉(zhuǎn)化加氫LCO，又能提高新鮮催化裂化原料油的重油裂化能力，提高汽油收率。

2 工業(yè)試驗(yàn)裝置及標(biāo)定情況

石家莊煉化Ⅲ套催化裂化裝置由中國(guó)石化工程建設(shè)公司(SEI)設(shè)計(jì)改造，設(shè)計(jì)加工量為2.2 Mta，反應(yīng)器和再生器為高低并列式布置，再生器采用單段床層的完全再生技術(shù)，反應(yīng)器采用MIP串聯(lián)提升管。該裝置于2016年2月20日開(kāi)始投用LTAG技術(shù)，2016年3月16—18日對(duì)裝置進(jìn)行了空白標(biāo)定，空白標(biāo)定采用CGP-1催化劑。2016年3月19日Ⅲ套催化裂化裝置開(kāi)始使用LTAG技術(shù)專用催化劑SLG-1，SLG-1催化劑按裝置正常消耗進(jìn)行系統(tǒng)催化劑置換，催化劑補(bǔ)充量約4.0 td，對(duì)新鮮原料的催化劑單耗0.6～0.8 kgt，并于2016年11月10—11日對(duì)SLG-1催化劑應(yīng)用效果進(jìn)行總結(jié)標(biāo)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 原料油性質(zhì)

石家莊煉化Ⅲ套催化裂化裝置混合原料包括加氫蠟油和加氫渣油?？瞻讟?biāo)定和總結(jié)標(biāo)定期間混合原料的性質(zhì)見(jiàn)表1。由表1可以看出：總結(jié)標(biāo)定和空白標(biāo)定期間混合原料油的密度、殘?zhí)?、金屬含量和餾程等分析數(shù)據(jù)基本相當(dāng)；從原料油烴類組成數(shù)據(jù)看出，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)混合原料的鏈烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了1.3百分點(diǎn)，環(huán)烷烴和單環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了1.9和1.7百分點(diǎn)，雙環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了1.4百分點(diǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定的混合原料油性質(zhì)雖略有差異，但具有可比性。

3.2 催化劑的性質(zhì)

空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定的催化劑性質(zhì)見(jiàn)表2。從表2可以看出：與空白平衡劑相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)平衡劑具有更高的比表面積和孔體積，微反活性略高；總結(jié)標(biāo)定期間平衡劑的金屬釩含量略高于空白標(biāo)定，金屬鐵、鎳和銻含量基本相當(dāng)。SLG-1催化劑使用后裝置運(yùn)行平穩(wěn)，表明催化劑的性能符合裝置使用要求。

3.3 主要操作條件

石家莊煉化Ⅲ套催化裂化裝置的主要操作條件見(jiàn)表3。由表3可以看出：空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定期間裝置新鮮進(jìn)料量分別為218 th和225 th，加氫LCO回?zé)捔糠謩e為30 th和31 th，回?zé)捰土烤鶠? th；第一反應(yīng)器出口溫度、原料油預(yù)熱溫度、再生器密相溫度基本相當(dāng)；沉降器壓力和再生器壓力變化不大；外取熱蒸汽量分別為65 th和70 th?？梢钥闯?，空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定期間主要操作條件基本一致。

3.4 產(chǎn)品分布

石家莊煉化Ⅲ套催化裂化裝置空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的產(chǎn)品分布見(jiàn)表4。從表4可以看出，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)干氣產(chǎn)率降低0.09百分點(diǎn)，液化氣收率降低1.58百分點(diǎn)，汽油收率提高4.00百分點(diǎn)，柴油收率減少0.25百分點(diǎn)，油漿產(chǎn)率降低1.30百分點(diǎn)，總液體收率增加2.17百分點(diǎn)，產(chǎn)品分布改善。

1)液體收率=液化氣收率+汽油收率+柴油收率。

3.5 主要產(chǎn)品性質(zhì)

石家莊煉化Ⅲ套催化裂化裝置空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的穩(wěn)定汽油性質(zhì)見(jiàn)表5。由表5可以看出：兩次標(biāo)定的汽油餾程和密度接近；與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)的穩(wěn)定汽油烯烴含量和RON略低，汽油辛烷值桶增加3.46。

1)汽油辛烷值桶=RON×汽油收率。

空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的LCO和加氫LCO性質(zhì)見(jiàn)表6。由表6可以看出：空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的LCO密度、氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)和十六烷值基本相當(dāng)；從LCO烴類含量可以看出，空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的LCO芳烴含量都比較高，二者的質(zhì)量都很差；與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)的加氫LCO密度略低、氫含量略高；從加氫LCO的烴類含量可以看出，總結(jié)標(biāo)定時(shí)的鏈烷烴和環(huán)烷烴含量略高，芳烴含量低，總的來(lái)說(shuō)，總結(jié)標(biāo)定時(shí)加氫LCO性質(zhì)略好于空白標(biāo)定，對(duì)提高汽油收率有利。

1)單位為μgg。

空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的油漿性質(zhì)見(jiàn)表7。由表7可以看出，空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定期間的油漿密度分別為1 124 kgm3和1 113 kgm3，氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6.95%和7.22%，油漿質(zhì)量都很差。

空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定時(shí)的液化氣組成見(jiàn)表8。由表8可以看出，與空白標(biāo)定相比，總結(jié)標(biāo)定時(shí)的液化氣中丙烯含量略有降低，異丁烷含量增加，丁烯含量降低。

4 結(jié) 論

SLG-1催化劑是針對(duì)LTAG技術(shù)開(kāi)發(fā)的專用裂化催化劑，其既能高效地轉(zhuǎn)化加氫LCO，又具有較強(qiáng)的新鮮原料重油裂化能力，在石家莊煉化Ⅲ套催化裂化裝置上的工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，使用SLG-1催化劑后，汽油收率增加4.00百分點(diǎn)，汽油辛烷值桶增加3.46，液化氣收率降低1.58百分點(diǎn)，總液體收率增加2.17百分點(diǎn)，產(chǎn)品分布改善。