降烯烴催化劑LDC-200QH 的工業(yè)應(yīng)用

王冠霖，宋景肅，熊曉云，祿軍讓，杜學(xué)敏，南艷霞，郝 帥，趙惠生

（中國石油蘭州石化分公司催化劑銷售部，甘肅蘭州 730060）

中國石油慶陽石化公司由370×104t/a 常壓裝置、185×104t/a 重油催化裂化裝置及其他相配套裝置組成，催化裂化裝置由中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計分公司設(shè)計，2010 年9 月建成投產(chǎn)。裝置特點：反應(yīng)技術(shù)采用了中國石油大學(xué)（華東）兩段提升管催化裂化（TSRFCC）技術(shù)；兩器采用了并列布置形式，再生器下部為快速床（燒焦罐），上部為湍流床（二密相），中間由低壓降大孔分布板將兩段隔開；提升管出口采用粗旋氣體出口管與沉降器旋風(fēng)分離器入口采用直連技術(shù)，以減少熱裂化反應(yīng)及基本消除沉降器結(jié)焦問題；一二段提升管均采用了MHC 再生催化劑降溫技術(shù)，劑油比可靈活調(diào)整。

中國石油慶陽石化公司提前布局成品油市場，提升環(huán)保汽油標(biāo)準(zhǔn)，自2021 年10 月決定出廠汽油實行國Ⅵ（B）標(biāo)準(zhǔn)，要求催化裝置汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)≤35%。中國石油蘭州石化公司催化劑事業(yè)部根據(jù)慶陽石化催化裝置現(xiàn)場需求，克服該裝置提升管反應(yīng)器明顯短于常規(guī)催化裂化，反應(yīng)時間較短，二次反應(yīng)少，不利于降烯烴的工藝特點，為客戶提供“一廠一劑”的銷售服務(wù)，及時開發(fā)出針對國Ⅵ（B）升級改造，降低汽油烯烴的LDC-200QH 催化劑。該催化劑具有強(qiáng)降烯烴的功能，經(jīng)過現(xiàn)場操作調(diào)整，汽油烯烴含量有了明顯變化。應(yīng)用結(jié)果表明，LDC-200QH 具有優(yōu)良的降低汽油烯烴的特點，市場應(yīng)用前景廣泛[1-6]。

2022 年1 月至2 月慶陽石化使用某同類催化劑，在使用一段時間后，需要同LDC-200QH 催化劑進(jìn)行對比。2022 年3 月9 日慶陽石化催化裂化裝置切換至LDC-200QH 催化劑，由于LDC-200QH 催化劑降烯烴能力顯著，該催化劑一直使用至今。通過對兩種催化劑的相關(guān)數(shù)據(jù)對比，得到兩種催化劑具體差異性。

1 理化性能

LDC-200QH 催化劑是針對降低烯烴而開發(fā)的一種專用劑，具備優(yōu)異的降低汽油烯烴含量的性能。某同類催化劑和LDC-200QH 催化劑理化性能對比見表1。

表1 催化劑理化性能

從表1 可以看出，LDC-200QH 催化劑的Na2O 含量更低，可以有效降低烯烴對辛烷值的影響，將辛烷值的影響降到最低。LDC-200QH 催化劑的孔體積高于某同類催化劑，可以更好的發(fā)揮催化劑降烯烴能力。某同類催化劑的Re2O3含量略高，但兩種催化劑微反活性指數(shù)相當(dāng)。LDC-200QH 催化劑對活性組分和載體進(jìn)行了改進(jìn)，活性組分的改變提高了氫轉(zhuǎn)移活性和異構(gòu)化能力，能夠較好的協(xié)調(diào)芳構(gòu)化和氫轉(zhuǎn)移并改善催化裂化產(chǎn)品分布。

2 工業(yè)應(yīng)用

2.1 催化反再主要操作對比

從表2 可以看出，操作整體趨于穩(wěn)定，催化裝置操作根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量控制汽油烯烴，一段反應(yīng)溫度范圍500～505 ℃，二段反應(yīng)溫度范圍509～516 °C，加工負(fù)荷整體保持穩(wěn)定，穩(wěn)定在185～205 t/h，期間催化操作無較大調(diào)整。

表2 催化反再主要操作對比

2.2 原料油性質(zhì)

從表3 可以看出，慶陽石化原料油性質(zhì)長期保持穩(wěn)定，原料油密度901.5～901.8 kg/cm3，殘?zhí)?.78%～3.83%。

表3 催化原料油性質(zhì)

2.3 平衡劑性質(zhì)

表4 列出了某同類催化劑藏量占比60%后和LDC-200QH 催化劑藏量占比60%時再生催化劑的主要性質(zhì)。

表4 平衡劑性質(zhì)

在操作平穩(wěn)的狀態(tài)下，沉降器和再生器壓差穩(wěn)定，兩器之間流化正常，使用兩種催化劑后，理化性能中表觀密度和篩分粒度相近，從表4 可以看出，LDC-200QH 催化劑的活性較高，穩(wěn)定在69。與某同類催化劑相比，活性高出2 個單位。在正常生產(chǎn)中，平衡劑的鎳釩含量維持在2 900～3 100 μg/g，鐵含量維持在3 500～3 900 μg/g 時，平衡劑保持較高活性，表明LDC-200QH 穩(wěn)定性更強(qiáng)。

2.4 汽油性質(zhì)

從表5 可以看出，使用兩種催化劑汽油性質(zhì)相比較，使用某同類催化劑后，汽油中正構(gòu)烷烴體積分?jǐn)?shù)和異構(gòu)烷烴體積分?jǐn)?shù)的變化較為明顯，有效的彌補辛烷值的損失。使用某同類催化劑烯烴體積分?jǐn)?shù)降低至41.10%，LDC-200QH 催化劑的汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)可以降低至35.40%，兩者差值為5.70%。由于汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)大幅降低，對辛烷值會產(chǎn)生一定的影響。在損失少量辛烷值的情況下，通過提高催化劑轉(zhuǎn)化深度，達(dá)到降烯烴的能力，LDC-200QH 催化劑能夠在某同類催化劑的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低汽油的烯烴體積分?jǐn)?shù)。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量分析

從表6 可以看出，在使用LDC-200QH 催化劑后，液化氣收率上漲0.85%，干氣收率上漲0.45%，汽油收率上漲0.81%，輕收下降0.73%，柴油收率下降1.93%，油漿收率下降0.065%，產(chǎn)品分布變化較為明顯，輕收略有下降，液化氣和汽油收率上漲明顯，由此可見，LDC-200QH 催化劑與某同類催化劑相比有更好的目的產(chǎn)品選擇性，液化氣和汽油收率提高說明LDC-200QH 的轉(zhuǎn)換能力更強(qiáng)。

表6 催化裝置產(chǎn)品分布

3 結(jié)論

（1）LDC-200QH 催化劑具有顯著的降低汽油烯烴能力，使用LDC-200QH 催化劑的汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)可以降低5%～6%，滿足市場需求。

（2）與某同類催化劑相比較，LDC-200QH 催化劑降烯烴效果顯著，同時具備較強(qiáng)的重油裂解性能。

（3）從平衡劑性質(zhì)可以看出，LDC-200QH 催化劑能夠保持較高的活性，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。