MAC重油催化裂化催化劑的工業(yè)應(yīng)用

梁德印，花 卉，韓勝顯，王鐵柱

（中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司,新疆克拉瑪依 834003）

MAC重油催化裂化催化劑的工業(yè)應(yīng)用

梁德印，花 卉，韓勝顯，王鐵柱

（中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司,新疆克拉瑪依 834003）

介紹了石科院開發(fā)的重油催化裂化催化劑MAC在中國(guó)石油克拉瑪依石化公司的應(yīng)用情況，標(biāo)定結(jié)果表明：MAC具有良好的重油裂化能力，可使平衡劑的活性增加、轉(zhuǎn)化率提高、回?zé)挶认陆担褪章屎洼p油總收率均上升，汽油的辛烷值增加；同時(shí)平衡劑的堆比下降，催化劑的流化性能改善；催化劑自然跑損降低，對(duì)煙機(jī)的運(yùn)行沒(méi)有產(chǎn)生不良影響。

催化裂化；催化劑；MAC

中國(guó)石油克拉瑪依石化有限公司Ⅱ套催化裝置于1994年建成投產(chǎn)，采用前置燒焦罐同高并列式蠟油催化裂化工藝，處理能力為0.8 Mt/a；再生器采用完全再生方式，設(shè)有外取熱設(shè)施；加工原料為減壓餾分油、焦化蠟油的混合油，其中焦化蠟油一般占25%左右，最高時(shí)可達(dá)30%。該裝置原生產(chǎn)方案以多產(chǎn)柴油為主，采用的主催化劑為中國(guó)石油蘭州石化公司催化劑廠生產(chǎn)的LRC-99B。從7年的使用情況看，LRC-99B總體上可催化裝置多產(chǎn)柴油的需求，表現(xiàn)為柴/汽比高、輕油收率較高，同時(shí)回?zé)挶容^大，接近50%，但該催化劑使用期間的流化狀況一直不理想，反應(yīng)溫度無(wú)法穩(wěn)定控制，波動(dòng)有時(shí)達(dá)到上下4℃。隨著公司生產(chǎn)方案改為以多生產(chǎn)汽油為主，催化劑也需調(diào)整。從陳俊武先生的催化裂化硫化理論[1]和多方調(diào)研后，決定試用由中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱石科院）研發(fā)的MAC催化劑。

1 MAC催化裂化催化劑性質(zhì)與特點(diǎn)

MAC催化劑是由石科院研發(fā)、中國(guó)石化催化劑有限公司長(zhǎng)嶺分公司生產(chǎn)的新一代重油催化催化劑，MAC相對(duì)于LRC-99B對(duì)基質(zhì)進(jìn)行了改善，擁有更好的活性，增強(qiáng)了重油裂化能力；催化劑采用大孔基質(zhì)，降低了生焦率；分子篩經(jīng)化學(xué)處理，提高了其可接近性，針對(duì)不同原料油，通過(guò)優(yōu)化配方，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)率最大化，具有重油裂化能力強(qiáng)、油漿產(chǎn)率低、焦炭選擇性好、汽油收率和總液收以及汽油辛烷值高等特點(diǎn)，同時(shí)，MAC表觀堆密度較低[2]，可改善裝置的流化性能。MAC催化劑的主要理化指標(biāo)（見(jiàn)表1）。

表1 MAC催化裂化催化劑主要理化指標(biāo)

2 MAC催化劑的工業(yè)試用情況

裝置自2014年11月17日新鮮催化劑罐C-101內(nèi)LRC-99B催化劑加注完畢后開始加注MAC催化劑，試用期間采用小型加料連續(xù)均勻加注，在整個(gè)試用期間小型加料速度設(shè)置為40 kg/h～50 kg/h，截止2015年4月3日兩器內(nèi)已加入MAC催化劑172.38 t，MAC催化劑約占系統(tǒng)藏量的82.1%。

裝置的空白標(biāo)定于MAC試用前的2014年11月12日至15日進(jìn)行，待MAC催化劑達(dá)到系統(tǒng)藏量要求后的2015年3月30日至4月2日進(jìn)行了試用效果標(biāo)定。

2.1 操作條件

MAC催化劑試用前后裝置的主要操作條件（見(jiàn)表2），由表2可以看出，由于MAC催化劑的流化性能較好，其試用期間裝置的反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力波動(dòng)范圍均小于LRC-99B；由于MAC有較好的裂化性能，回?zé)捰土棵黠@降低。

表2 試用前后主要操作條件

2.2 兩器中平衡劑性質(zhì)的變化

當(dāng)MAC藏量達(dá)到80%后,平衡劑的活性相對(duì)增加，說(shuō)明MAC具有良好的抗堿氮能力，適應(yīng)裝置高比例焦化蠟油原料的工況；日常反應(yīng)溫度的控制趨于穩(wěn)定，催化劑的流化性能得到改善，這可能與MAC平衡劑的堆比較低，且球形度較高有關(guān)，平衡劑中0 μm～40 μm顆粒含量略有降低未產(chǎn)生明顯影響。平衡劑中的金屬含量基本保持不變，只是鈣含量增加較明顯，但對(duì)平衡劑的性能影響不大（見(jiàn)表3）。

表3 使用前后平衡劑的變化

2.3 催化劑流化問(wèn)題

圖1 斜管內(nèi)催化劑流化問(wèn)題

斜管壓降的穩(wěn)定性能較好地反映催化劑的流化性能。在使用LRC-99B的時(shí)候，裝置的待閥和再閥壓降瞬時(shí)波動(dòng)可達(dá)10 kPa左右，兩器料位長(zhǎng)期無(wú)法穩(wěn)定控制，特別是再閥壓降只有10 kPa左右，當(dāng)波動(dòng)較大時(shí)，再閥壓降可能低于5 kPa，導(dǎo)致反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力都處在劇烈波動(dòng)的狀態(tài)中，即使反復(fù)調(diào)整再生斜管的反吹蒸汽也很難保證反應(yīng)溫度平穩(wěn)，嚴(yán)重影響了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行（見(jiàn)圖1）。由圖1可以看出進(jìn)入2015年1月，MAC在兩器中的含量達(dá)到30%以后，再、待斜管的壓降趨于穩(wěn)定。裝置無(wú)需通過(guò)頻繁調(diào)整再生斜管的反吹蒸汽量來(lái)調(diào)整反應(yīng)溫度的波動(dòng)度，反應(yīng)溫度的波動(dòng)范圍由使用LRC-99B時(shí)的±4℃，降低至現(xiàn)在的±0.6℃。

2.4 MAC催化劑的跑損情況

催化劑的跑損情況可以根據(jù)兩方面來(lái)判斷：（1）催化劑通過(guò)再生器方向進(jìn)入煙氣逃離兩器，可以通過(guò)三旋進(jìn)、出口煙氣中粉塵濃度分析來(lái)判斷；（2）催化劑通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)入分餾系統(tǒng)，主要通過(guò)油漿中機(jī)械雜質(zhì)分析來(lái)判斷。裝置使用MAC前后三旋進(jìn)、出口粉塵濃度（見(jiàn)表4），MAC催化劑試用期間，催化劑自然跑損正常，三旋進(jìn)、出口濃度變化不大。油漿固體含量變化（見(jiàn)表5），在更換催化劑前后油漿外甩量基本維持在1 t/h～3 t/h范圍內(nèi)，油漿固體含量也在0.45%以內(nèi)，沒(méi)有升高趨向，在正常水平范圍。所以在MAC相對(duì)于LRC-99B，其跑損情況沒(méi)有太大變化，均保持在控制范圍之內(nèi)。

表4 三旋進(jìn)、出口催化劑濃度

表5 油漿固體含量及外甩量變化

2.5 MAC催化劑對(duì)煙機(jī)的影響

煙機(jī)振動(dòng)變化情況（見(jiàn)表6），煙機(jī)的軸位移沒(méi)有太大變化，雖煙機(jī)的出入口震動(dòng)稍微增加，但也在裝置的正常要求范圍之內(nèi)，其原因可能是由于煙機(jī)在試用期間沒(méi)有進(jìn)行檢修，煙機(jī)已進(jìn)入運(yùn)行周期的后期所致。

表6 煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)的變化

3 產(chǎn)品分布與質(zhì)量

3.1 產(chǎn)品分布

產(chǎn)品分布數(shù)據(jù)表（見(jiàn)表7），從表7中可以看出：MAC占兩器藏量80%后，干氣收率上升了0.32%，液態(tài)烴收率上升0.11%，汽油收率上升了2.22%，柴油收率下降了1.33%，油漿收率下降了1.96%，焦炭產(chǎn)率上升了0.64%；輕油收率上升0.89%，汽油＋柴油＋液態(tài)烴收率同比上升1.00%。

表7 產(chǎn)品分布

3.2 產(chǎn)品性質(zhì)

3.2.1 干氣質(zhì)量變化 干氣分析結(jié)果（見(jiàn)表8），與使用LRC-99B時(shí)相比，MAC試用期間除氫甲比（氫氣/甲烷）降低較多外，其他成分含量變化不大，總體對(duì)干氣質(zhì)量影響不大，氫甲比的降低主要是由于裝置在MAC試用期間更換了一種金屬鈍化劑所導(dǎo)致的。

表8 干氣分析對(duì)比

3.2.2 液態(tài)烴質(zhì)量變化（見(jiàn)表9）

表9 液態(tài)烴分析對(duì)比

從表9化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)來(lái)看，MAC催化劑相對(duì)于LRC-99B可以使液化氣中液態(tài)烴中丙烯含量提高6.115%。

3.2.3 汽油質(zhì)量變化 汽油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)（見(jiàn)表10）。分析結(jié)果表明，更換MAC催化劑后，汽油干點(diǎn)由185.5℃上升到190℃，提高了5.5℃，烯烴含量由43.7%上升到48.1%，提高了4.4%，汽油辛烷值RON從 90.2上升到90.7，增加了0.5個(gè)單位，汽油烯烴上升的主要原因是受催化劑的高活性影響。

表10 汽油分析對(duì)比

3.2.4 柴油質(zhì)量變化 柴油質(zhì)量分析數(shù)據(jù)（見(jiàn)表11）。分析結(jié)果表明，更換MAC催化劑后，柴油終餾點(diǎn)及初餾點(diǎn)略有變化，柴油十六烷值指數(shù)無(wú)明顯變化，柴油硫含量上升了0.009%，主要是驗(yàn)收標(biāo)定時(shí)原料硫含量上升0.063%所致。

表11 柴油分析對(duì)比

4 結(jié)論

新型重油催化裂化催化劑MAC在克拉瑪依石化有限責(zé)任公司的試用結(jié)果表明，相較于LRC-99B，MAC具有更好的重油裂化能力，在原料性質(zhì)基本不變的情況下，輕油收率上升了0.89%，汽油收率上升了2.22%，液態(tài)烴中高附加值的丙烯組分含量上升，產(chǎn)品分布得以改善，裝置經(jīng)濟(jì)效益得以提升；同時(shí)，平衡劑的堆比下降，催化劑的流化性能改善,兩器料位和反應(yīng)溫度趨于穩(wěn)定；催化劑自然跑損降低，對(duì)煙機(jī)的運(yùn)行沒(méi)有產(chǎn)生不良影響。

［1］ 陳俊武，曹漢昌.催化裂化工藝與工程［M］.北京：中國(guó)石化出版，1995：414-420.

［2］ 鄭從武.廣石化催化裂化裝置催化劑流化異?，F(xiàn)象及其對(duì)策［J］.石油煉制與化工，2005，36（6）：35-38.

The commercial application of new FCC catalyst MAC

LIANG Deyin，HUA Hui，HAN Shengxian，WANG Tiezhu
（PetroChina Karamary Petrochemical Co.，Ltd.，Karamary Xinjiang 834003，China）

A new FCC catalyst MAC developed by RIPP,and its commercial application in Karmary petrochemical Co.,Ltd.,was introduced.The application results showed that the MAC catalyst has higer catalytic cracking activity to the heavy FCC feedstock comparing with LRC-99B,during the application,the yields of gasoline,propylene and total light oil increased,and the fludization property improved.

FCC；catalyst；MAC

TE624.91

A

1673-5285（2017）07-0148-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.07.035

2017－05-26

梁德印，男（1982-），研究生，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京），中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司催化裂化裝置工程師，郵箱：ldyksh@petrochina.com.cn。