多产柴油催化裂化催化剂的设计思路及工业应用

第10卷第2期工业催化ol. 10 No. 22002年3月INDUSTRIAL CATALYSISMar,2002石油化工与焦化多产柴油催化裂化催化剂的设计思路及工业应用余胜阳邓阳钟湘生陶湘蒙张正义(长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂湖南岳阳414012)摘要介绍了多产柴油催化裂化系列催化剂的基本设计思路及工业应用情况。应用结果表明该系列催化剂增产柴油明显其性能也较优良能给炼厂带来良好的经济效益和社会效益。关键词摧化裂化催化剂柴油总液收滓烷值中图分类号:IQ426.7文献标识码∴文章编号:1008-114(2002m2000304Designing concept for the fcc catalyst series for increasing dieselProduction and application of the catalystsYU Sheng-yang DENG Yang ZHONG Xiang-sheng TAO Xiang-meng ZHANG Zheng-yiCatalyst works of Changling Refinery Petrochemical Co., Ltd. Hunan Yueyang 414012, ChinaAbstract Basic designing concept for a series for FCc catalysts for increasing diesel production andapplication of the catalysts were described. Commercial application showed that the catalyst seriesbrought about considerable increase in diesel production with excellent performanceKey words fluid catalytic cracking CFCC7 catalyst i diesel oil overall liquid yieldCLC number TQ426 7 Document code A Article ID: 1008-1143 2002 2-0003-04我国炼油工业中的二次加工以催化裂化为主,剂兼顾辛烷值、少产液化气、多产柴油的CC20D加氢裂化工艺使用较少。比较这两种工艺催化裂(db催化剂抗钒、兼顾辛烷值、多产液化气和柴油化以多产汽油为长处炼厂生产的柴油和汽油的比的(C20Ⅳⅳy雁催化剂抗碱氮、兼顾辛烷值、多产液倣称柴汽比炲终低于市场消费的柴汽比,以至于化气和柴油的CC2O〔d雁化剂。随后考虑到国前几年不得不较大量地进口柴油。为了有效地提高内某些老催化装置由于流化性能等方面的原因对催化裂化装置的柴汽比1996年中国石化总公司将所使用催化剂的堆密度有较严格的限制只能使用提高催化裂化装置柴油产率催化剂的研制列为重点中等堆密度的催化剂在CC2OD的基础上开发生攻关项目。为此中国石油化工科学研究院和长岭产岀了中等堆密度的增产柴油催化裂化催化剂CC炼油化工有限责任公司催化剂厂合作共同开发和200D。近年来这些催化剂已经先后在九江石化、生产了在催化裂化装置上增产柴油的(C-20D催化洛炼等炼厂的催化裂化装置上成功地进行了工业应剂系列。在此系列催化剂的开发过程中,以多产柴用均为炼厂带来了良好的经济效益。油为目的结合各炼厂的工艺过程、原油性质及产品需求等不同情况进行了卓有成效的量体裁衣”如YH生化的理路兼顾辛烷值、多产液化气和柴油的CC20Ⅳj雁化直增厂,泄习惯方案及不利影响收稿日期2001-09-06作者简犷僉胐1967—)男高级工程师从事新产品开发多年现任中石化长岭炼化公司催化剂厂副总工程师。4工业催化2002年第2期催化裂化装置改变其操作参数如降低反应温量的影响、降低装置焦炭产率、对辛烷值的降低进度加大回炼改变分馏切割等,能够一定程度的增补偿。因此多产柴油催化裂化催化剂的技术关键产柴油。这实际上只是以降低一次转化率来抑制在于:是提高催化剂的一次性转化能力特别是提中间馏分再裂化达到提高柴油产率的目的。伴随高其重油转化能力使其在较温和的柴油方案操作而来的是一次转化率的降低冋炼量的增加这必然祭件下有足够的转化率队从而降低回炼減少对裝降低了装置的加工能力一般处理量需降低30%置处理量的影响冖是有效地控制中间馏分柴油馏50%)并且增加了焦炭产率。另外降低反应温度,分舶进一步裂化以实现多产柴油的目的;三是提汽油辛烷值也会降低多产柴油的效益不能补偿加工高催化剂重油转化能力的同时控制焦炭产率四是量降低的损失。这种习惯操作方案显然不能适应新添加助辛组元对汽油辛烷值进行补偿。的形势。为此必须研制一种新型催化裂化催化剂与1.3多产柴油催化裂化催化剂的设计要点催化装置多产柴油生产方案相匹配使催化裂化装置催化裂化催化剂由分子筛和载体两部分组成。既能多产柴油同时又可克服习惯方案的不足之处。根据已经被接受的观点认为对重油特大分子和大1.2多产柴油催化裂化催化剂的技术关键分子殿化主要是载体的贡献,为此多产柴油催化要实现催化裂化装置最大可能地多产柴油就剂载体的活性应适当提高洏而次大分子应在分子筛必须紧密地结合裝置多产柴油的操作方案充分发的二次孔道里借助分子筛的活性中心的作用得以裂挥催化剂和工艺操作双方的优势。这就要求多产柴化。因而多产柴油催化剂所含分子筛应有发达的油催化剂的优化操作状态和裝置多产柴油方案的工二次孔道絳低分子筛酸中心强度能有效控制中间艺参数相吻合。同时要尽可能地减少对裝置处理馏分柴油馏分的裂化。其设计要点见图1。工艺条件对催化剂的要求◆剂/油比申再生方式申再生剂定碳其它特殊要求原料对催化剂的要求◆原油品种不同产品质量和分布对催化剂的要*多掺渣油多产柴油催化求摻焦化蜡油裂化催化剂·柴油+辛烷值+轻收抗重金属污染柴油+辛烷值+液化气要求技术创新(1)催化材料·新的、性能优异的分子筛品种新担体材料(2)制备技术·高固含童制备技术M凵中国煤化工CNMHG图1多产柴油催化裂化催化剂设计要点Fig 1 Main points for design of the FCC catalysts forincreasing diesel production2002年第2期余胜阳等多产柴油催化裂化催化剂的设计思路及工业应用4新技术新材料的应用高的特点有利于增强催化剂的重油裂解能力、改善为了赋予多产柴油催化裂化催化剂优良的性汽提效果、增强抗金属污染等性能。能主要应用了以下新技术新材料7)偿辛烷值(1双铝粘接技术添加择形组元ZRP3系列;或添加择形组元调变载体孔结构、比表面、活性等使催化剂具ZRP·5系列来补偿辛烷值冋时多产液化气备良好的重油裂解性能、汽提效果、抗重金属污染性能、焦炭选择性。加强粘接性能使催化剂具备良好2多产柴油催化裂化催化剂的工业应用的抗磨性能。(2高固含量制备技术2.1工业应用主要装置通过提高催化剂制备工艺过程中成型前浆液固多产柴油催化剂系列从1998年开始先后在九体组分的含量改善催化剂的球形度进一步提高催江石化洛炼等炼厂的催化装置进行了工业应用应化剂的抗磨性能。用该系列催化剂的各炼厂装置简况见表1。该系列(3)冰热加化学法分子筛制备技术催化剂主要物化性能典型数据见表2。产品分布对发达的二次孔增强重油裂化性能极少的非骨比见表3。架铝減减少非选择性裂化隆降低生焦滑架稳定热和2.2工业应用的简评水热稳定性好2.2.1增产柴油情(4)分子筛改性调变酸性中心酸强度技术从各炼厂应用多产柴油FCC催化剂的柴油产结构更稳定姞晶保留度高热和水热稳定性更率变化情况看,该系列均表现岀了优良的棐油选择好控制中、小烃类分子进一步裂化从而多产柴油。性配合相应的柴油生产方案增产柴油效果明显(5复合分子筛制备技术其中大庆助剂厂重催柴油产率总增幅达9.98个百调整不同分子筛的酸密度和酸强度使反应过分点洛炼2# RFCCU柴油产率比进口剂高10.22程中的正碳离子易于脱附提高中间馏分选择性发个百分点氿九江1# RFCCU在相近的操作条件下挥不同分子筛的优点以克服单种分子筛之不足。增产柴油2.28个百分点濤化1# RFCCU在柴油(6新型载体材料大孔活性氧化铝剂只占系统24%时柴油产率总增幅达6.34个百大孔活性氧化铝具有表面积大、孔体积大、活性分点长炼1# RFCCU柴油产率达36.68%,表1多产柴油催化剂系列的应用厂家装置简况Table 1 Application of the catalyst series for increasing diesel production多产柴油催化裂化催化剂系列典型应用装置及其装置特点兼顾辛烷值、多产液化气和柴油催化剂九江石化1催化装置:00万吨/年再生剂定碳近0.2%剂油比5.5左右,C20j)主要加工鲁宁管输油密度0.9867g/cm3饱和烃50.82%芳烃4444%兼顾辛烷值、少产液化气、多产柴油催大庆助剂厂重油催化裝置3万吨/年大庆原油全常渣进料两段再生剂油化剂CC20I(db)比6左右再生剂定碳0.1%原料密度0.8867g/cm3残炭40wt%。抗钒、兼顾辛烷值、多产液化气和柴油洛阳石化炼油厂2*催化装置∶140万吨/年单段大藏量高效逆流再生剂油催化剂CC20〔ly)比6-9再生剂定碳0.1%以下加工中原+吐哈+塔里木原油全常渣进料,密度为0.9176g/cm3残碳8.96wt%Ni含量4.9pmN含量11.5pm抗碱氮、兼顾辛烷值、多产液化气和柴长炼1#催化装置∶20万藏暑意效重生再生剂定碳0.1%油催化剂CC20(c)左右剂油比6~9主要加中国煤化工为0.91429/m3残炭为2.57wt%碱氮含量CNMHG中堆比、兼顾辛烷值、少产液化气、多产吉化炼油厂1#催化装置:100万吨/年,加工石蜡基原料,密度为0.8964柴油催化剂CC200Dg/cm3残炭为389wt%。6工业催化2002年第2期表2多产柴油催化剂系列的主要物化性能典型数据Table 2 Typical physicochemical properties of the catalysts项目CC20〔j)CC-20i db)CC-20 lyCC-20lclCC-200D灼减/wt%11.913.6Al2O3含量/wt%47.6Na2O含量/wt0.200.200.200.1磨损指数含量/wt%h0.862.62.02.7表观堆比/gmll0.750.740.67比表面/m2g1孔容/mtgt0.350.0.330.34800℃Ah微反活性77.176.979.2表3产品分布对比表wt%)Table 3 product distribution九江1# RFCCU1大庆助剂厂洛炼2RF(U长炼吉化1#RFC催化剂对比剂CC20j)对比剂CC20Idb)Cent-55CC-20nly)CC20c)对比剂CC200D液化气8.31汽油39.4547.8232.9644.2638.95柴油0.7340.9536.6829.4435.78重柴油0油浆6.462.704.234.134.403.62焦炭干气+损失4.464.736,626.41总液收82.4586.0483.7486.5180.8482.5983,2383.37辛烷值RON91.2090.2090.502.2.2产品分布情况FCC催化剂装置上使用其流化性能良好。从各炼厂应用多产柴油FCC催化剂的产品分布变化情况看,总液收均有较大幅度的提高油浆、3结论焦炭和干气产率有所下降。其中;庆助剂厂总液收增加2.77个百分点九江1# RFCCU总液收增实践证明紧密结合催化装置增产柴油的生产加3.59个百分点洛炼2#RFCU总液收比进口方案并针对各厂原料性质、工艺条件及产品需求等剂高1.75个百分点。不同特点而进行有针对性的为用户设计和生产多产2.2.3其它方面柴油催化裂化系列催化剂不仅能有效地为催化装置从各炼厂应用多产柴油FC催化剂其它方面增产柴油同时具备其它优良性能。该系列催化剂看各品种都具有较强的重油裂解能力、较好的焦炭的成功应用给炼厂开辟了一条在渣油催化裂化装选择、抗磨及流化性能并且都能兼顾汽油辛烷值置多产柴油的经济简捷的途径为用户带来了良好兼顾抗钒的多产柴油催化剂在平衡剂上钒含量高的经济效益和社会效益。达1000m以上的情况下仍能保持较好的活性参考文南稳定性和目的产品选择性顾抗碱氮的多产柴油中国煤化工FC催化剂能在加工碱氮10389mn以上的混合原[1斯CNMHGEEIM1北京中国石化出料时保持理想的柴油产率及其它目的产品产率。[2胀正义,等.CA系列多产液化气裂化助剂的开发与工兼顾液化气的多产柴油FCC催化剂能够在增产柴业应用J]工业催化1998(4):43-46油的同时液化气收率达到1535%以上冲维密度[3胀正义甘俊籌等,提高汽油辛烷值催化剂DCI(配方多产柴油于教懂化剂在只适宜使用中等堆密的设计及工业应用J]工业催化2000(2)753