FC-52加氢裂化催化剂在汽柴油改质装置上的应用

FC-52加氢裂化催化剂在汽柴油改质装置上的应用

丁尚东

中国石化有限公司天津分公司联合六车间  天津市  300270

摘要：目的提高石脑油产量，提高经济效益。方法对云南石化180×10 t/a汽柴油改质装置进行了改造，在原有的精炼反应器与改质反应器之间进行了置换，使1个运行周期的FF-36A得到了再生，并添加了一种新的精炼催化剂FF-66和FC-52。结果该设备在98.3%的负载下，其密度和十六烷值分别为839.5公斤/立方米、十六烷值、十六烷值、十六烷值和多环芳烃含量分别为1.3%和1.3%。石脑油的产率（w）为20.4%、170.4℃、硫质量分数<0.5μｇ／g和47.16%，是一种优良的重整原料。结论对该装置进行了改进，达到了生产高质量石脑油的目的，并可提高该装置的经济效益。

关键词：汽柴油改质；加氢裂化；催化剂；十六烷指数；芳烃潜含量；石脑油

我国《车用汽油》GB17930-2016、GB19147-2016 《车用柴油》的颁布，对汽车用油的要求也随之提高，其中规定的汽车柴油必须达到10μｇ／ｇ，多环芳烃含量不超过7%，从而使柴油浓度下降。与此同时，由于疫情的影响，经济增速放缓，新能源汽车的快速发展，导致成品油的销量下降。有资料显示，由于疫情造成的防疫和在家办公，全球的石油需求量较2019年减少了9.54%，预计2021年将会基本回复到爆发前的水平。

1相关背景

将原来的两床改质反应器用作精炼反应器，原三床的精炼反应器被用作改质反应器，并用新的改质催化剂填充。加氢法精炼装置设有两层床，用FF-66、FF-36A型加氢气精制催化剂；加氢改质反应器由3个床组成，用FC-52A型加氢裂化催化剂填充。据资料显示，这种催化剂是中国石化抚顺化学工业研究所研制的一种富介孔结构的新型加氢裂化催化剂，它是以钼-镍为加氢组分、混合捏合工艺生产的，加氢开环、加氢、裂化等优点，目前已经在国内几个加氢裂化装置上使用[1]。

因生产出大量的石脑油，对循环氢气脱硫塔筒和内件进行了改造。分馏塔采用了新的塔内件，并加入了中断的回流。为对该装置的催化剂性能、产品分布、产品性质等进行评价，经过7个月的试车，对该装置进行了满载标定，考察了该装置的催化剂产能，并对其产量进行了测算，最终实现了预期目标。

2装置概况

2.1相应工艺流程

石油化工公司生产的180x10t/a汽柴油，以催化柴油、渣油加氢柴油、渣油加氢柴油、焦化汽油、焦化柴油为原料，取得了较好的效果。在2020年12月，完成了一次循环后，对装置进行了一系列的改造，对装置的原材料进行了改造，并对装置的原料进行了基本的改造，装置中的氢、油经过加热炉加热，然后送到加氢塔进行加氢、脱氮、烯经饱和、芳加氢饱和，然后进入加氢改质反应器进行芳烧开环、环烷的裂解，然后将反应的产品送入冷高温分离器、冷低温分离器进行油、气、水三相分离，上层气相进入循环氢脱硫柱，去除循环氢中的 H、S，底部油相流入汽提塔、分馏塔的上下两部分分别生产石脑油和柴油[2]。

2.2催化新材料的开发与应用

沸石分子筛由新型沸石分子筛组成，例如：高酸界孔隙材料EMT，杂原子沸石分子筛， ZRP分子筛，MCM-4l等中孔结晶硅铝分子筛，其中油选择性比 USY好，与非晶态SiOz-A1O3相近，超细颗粒沸石分子筛、外露晶胞较多，孔径较小，孔径较小，骨架成分呈均匀，骨架成分分布均匀，因此其裂化大分子能力较强，可减缓孔隙阻塞，是中压加氢裂化催化剂的有效成分。新型催化材料包括层间化合物、层状金属氧化物、杂多酸、负载非晶和纳米晶合金、金属微粒、钨、钼的氮化物、碳化物等，非晶合金在长程上表现出了无序、短程有序的特征，且其表面不饱和中心的含量较高，因此对催化性能的影响较大[3]。另外，纳米晶在转晶过程中具有较大的粒径效应，且具有较高的催化活性，因此，非晶态和纳米晶态合金有望作为新一代催化加氢催化剂。含氮或碳的负载过渡金属氮化物和碳化物是通过在金属晶格中嵌入的，使金属之间的间隙变大，使晶格膨胀，使其具有与贵金属相似的氢化特性。另外，微生物法脱硫技术投资省、运行成本低、环境友好。

2.3催化剂预硫化和钝化

该催化剂的硫化工艺为湿法，在硫化过程中，压力为9.9 MPa；硫化油的处理能力是139吨/小时；-120万立方米/小时的循环氢流（O摄氏度，101.325 kPa)；其中，以 DMDS为硫化剂，以直馏柴油为原料，以液氨为钝化剂；共添加40 t硫化剂，5.2 t液氨。在完成了催化剂预硫化后，将温度降低到26℃/小时，液氨以0.5 t/h的流量不断地被注入到系统中，并且在50 t/h的流量下，用新的直馏柴油原料代替硫化油。该设备在更换6小时后仍维持在130吨/小时，投入循环氢脱硫系统后，对精制柴油进行了硫含量测定，结果为6.7μｇ／g（指标≥9μｇ／g )，产品合格，改入合格线。当产品通过后，以15吨/小时的速度缓慢地导入催化柴油，使催化剂柴油达到50吨/小时，反应器进口温度达到270℃，稳定1小时后，系统停止注氨，然后缓慢进入焦化柴油、焦化汽油、渣油加氢柴油、渣油加氢石脑油。初步的产物特性。全部原料全部导入，经运行调节后，初步产出的石脑油终馏点为153.6℃，硫含量为3.9 pug/克（石脑油的最终馏点为17℃，硫含量为5 μｇ／g)；精制柴油的硫含量为4.5微克/克（指标≤9微克/克），其95%馏程为337.2℃（指标≤363℃），十六烷值为42.5 （指标≥38）。

3装置标定情况

装置顺利投产后的半年内，为评价装置的催化剂性能、产品分布及产品特性，﹐于2021年6月16-18号实施48小时的标定，装置的设计处理能力为214吨/小时，标定期内的实际处理能力为210吨/小时。

4标定结果分析

4.1原料性质分析

该装置所用的原料由催化柴油、渣油、柴油、焦化柴油、焦化汽油、炼油等按52.13:12.09∶11.98:13.75:5.29:4.75的质量比组成，其中催化柴油比例比设计值高1.39%(w)，是由于受疫情影响，催化裂化装置由多产汽油转向了提高柴油；渣油石脑油的质量比设计值高7.74%，而渣油的质量比设计值要低6.8%，这是因为在国外加工的重质化原油和渣油加氢催化剂运行到后期，导致了渣油中的热裂解能力提高，导致渣油中的石脑油含量上升；因疫情的影响，焦化燃料和炼焦燃料的品质下降了2.88%，减少了4.21%，这主要是因为受疫情的影响，导致了焦化原料的增加，导致了焦化汽柴油的产率下降；此次标定，为提高整厂的氢平衡，提高了4.75%的精炼循环油，减少了新的氢耗，并添加了精制的柴油作为循环油。原料的密度、硫、氮、十六烷指数均与设计指标相近，说明在校准过程中所得到的原料油具有较好的代表性[4]。

4.2主要操作参数分析

在校准过程中，在设备处理能力为210.3吨/小时的情况下，氢油的容积比为672，小于设计值（或大于700)，为了降低氢油比，降低催化剂的使用寿命，没有增加。表3：在主要运行工况下，加氢精炼反应器的第一床层平均温度为345.2℃，高于设计温度7.7℃，但比设计温度低7.6℃。加氢精炼反应器的第2床层平均温度为368.3℃，高于设计值1.3℃，高于设计值6.2℃，这是因为一级反应温升较低，故可适当提高二级反应深度。

由于受疫情的影响，为了提高效率，只运行了12×10'm3/a 制氢装置，对汽柴油改质装置耗氢进行了12×10'm3/a 制氢装置，对汽柴油改质装置耗氢进行限制，降低了装置的耗氢和反应深度。

4.3物料平衡和产品性质分析

在校准过程中，石脑油和柴油的总液收率分别为98.85%、2.49%(W)，经计算，精制的石脑油馏份中的芳经潜含量（w）达到47.16%，是一种优良的催化转化原料。经测算，催化裂解柴油的产量为42.48吨/小时，而石脑油的产率为20.4%。通过对直馏柴油原料的直接蒸馏和改质精制柴油的比较，从表4可知，改进后的精制柴油中的硫含量低于1μｇ／g十六烷值为40.3，与原料相比增加7.6个单位。由表4可知，精制柴油的50%馏程比预设的低22.8℃，其蒸馏比直接蒸馏柴油加氢站的50%馏程低55.4℃；改进后的精制柴油的初馏点较直馏柴油高，其闭口闪点可达70.7℃，比直馏柴油高3.7℃；改进后的精炼柴油凝点为32℃，较直接蒸馏柴油的凝点降低27℃，表明该设备将柴油馏份中的长链正构烷经等高凝点组分解成低分子产品，而直馏柴油加氢装置则不具备裂解能力，因此直接蒸馏精制柴油凝点高于改质柴油；经改进后的精制柴油在20℃下的密度为839.5公斤/立方米，与直接蒸馏的精炼柴油相比，提高了15.9公斤/立方米，符合柴油调合标准。

5结语

180×10' t/a蒸汽柴油的改质工艺改造后，采用FF-36A加氢再生精制剂、FF-66加氢精制、FC-52加氢裂化催化剂，在设备处理负荷98.3%时，所得到的精制石脑油的芳经潜含量（w）为47.16%，硫质量分数≤0.5μｇ／g，终馏点170.4℃，是一种优良的重整原料；经纯化后的柴油，闪点70.7、硫份含量≥ l μｇ／g、十六烷值40.3，均能达到调合柴油的要求。该设备的能量消耗为617 MJ/t，比设计的816 MJ/t有所下降。

参考文献：

[1] 辛丁业,马晓伟,郭斐,等.FF-66/FC-52组合催化剂在柴油加氢改质装置上的应用[J].现代化工,2021,41(10):5.

[2] 邵同培,李高峰.FF-36,FC-50催化剂在柴油加氢改质装置的工业应用[J]. 中外能源, 2014(5):5.

[3] 汪加海.预硫化态催化剂在柴油加氢改质装置上的应用[J].当代化工,2014,43(3):4.

[4] 雷涛,马福利,胡建忠,等.FF-36/FC-32A组合催化剂在加氢改质装置上的应用[J].现代化工,2018,38(7):4.