探索催化劑汽提時間對ACE裝置收率的影響

方 超，曾厚旭，華獻君，李全新

(1.中國石化催化劑有限公司長嶺分公司，湖南 岳陽 414000；2.中國石化催化劑有限公司，北京 100020)

FCC是煉油工業(yè)中重質(zhì)油二次加工的主要途徑和提高輕油收率的重要手段，也是我國車用汽油的主要來源，ACE催化裂化評價裝置(ACE裝置)是美國Kayser技術(shù)公司設(shè)計制造的小型全自動化固定流化床催化裂化裝置。因其具有自動化程度高、劑/油用量少、耗時短、可一次性做6個平行實驗等優(yōu)點被廣泛認可。在推進分子篩的工業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)從實驗室到工業(yè)化的跨越以及銷售的市場服務(wù)和催化劑性能預(yù)測等方面都有積極效果，在國際上有舉

足輕重的作用[1]。在ACE裝置上進行催化裂化催化劑評價時，催化劑與油氣接觸后發(fā)生催化劑裂化反應(yīng)，催化劑顆粒之間和催化劑內(nèi)部微孔充滿著油氣，如果油氣不去除，會增加焦炭收率，對其他產(chǎn)品收率也會產(chǎn)生影響，ACE裝置利用高純氮氣對催化劑進行汽提，去除催化劑所攜帶的油[2]。

本文考察同一催化劑在不同的劑油比下，不同的催化劑汽提時間對產(chǎn)品收率的影響，探索合適的催化劑汽提時間。

1 實驗部分

1.1 實驗催化劑和實驗原料油選擇

選擇商業(yè)上廣泛使用的催化劑A作為本次實驗的催化劑，其物化性質(zhì)如表1所示。

表1 催化劑A的物化性質(zhì)

實驗原料油取自長嶺煉化二部3#催化蠟油，其性質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 原料油性質(zhì)

1.2 實驗過程

催化劑A在旋轉(zhuǎn)老化裝置上進行老化，老化溫度790 ℃，老化時間17 h，老化后的催化劑冷卻后過(100～300)目篩，過篩后的催化劑在350 ℃干燥2 h，放入干燥器備用。

將備好的催化劑在ACE裝置進行評價，分別考察在劑油比5.0和7.0以及催化劑汽提時間從15 s到500 s條件下，催化劑汽提時間對產(chǎn)品收率的影響。氣相和液相產(chǎn)物由美國安捷倫公司7890B型氣相色譜儀進行分析，采用模擬蒸餾軟件計算汽油、柴油和重油的組成，按其餾程定義C5～221 ℃餾分為汽油，(221～343) ℃餾分為柴油，大于343 ℃餾分為油漿。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑汽提時間對焦炭產(chǎn)率的影響

催化劑汽提時間對焦炭收率的影響見圖1。

圖1 催化劑汽提時間對焦炭收率的影響Figure 1 Effect ofcatalyst stripping time on coke yield

從圖1可以看出，當劑油比為5時，隨著催化劑汽提時間延長，焦炭收率由7.25%下降至2.88%；當劑油比為7時，隨著催化劑汽提時間延長，焦炭收率由7.90%下降至3.49%，催化劑汽提時間超過200 s，兩種劑油比條件下的焦炭收率趨于穩(wěn)定。通過增加催化劑汽提時間，使多達約4.3%的碳氫化合物從催化劑上汽提出來，避免轉(zhuǎn)化為焦炭。

2.2 催化劑汽提時間對產(chǎn)品收率的影響

圖2～6為不同劑油比條件下，催化劑汽提時間的增加對產(chǎn)品收率的影響。

圖2 催化劑汽提時間對干氣收率的影響Figure 2 Effect of catalyst stripping time on dry gas yield

圖3 催化劑汽提時間對液化氣收率的影響Figure 3 Effect of catalyst stripping time on LPG yield

圖4 催化劑汽提時間對汽油收率的影響Figure 4 Effect of catalyst stripping time on gasoline yield

圖5 催化劑汽提時間對柴油收率的影響Figure 5 Effect of catalyst stripping time on diesel oil yield

從圖2～5可以看出，隨著催化劑汽提時間增加，干氣收率、液化氣收率、汽油收率及柴油收率都增加，當催化劑汽提時間超過300 s，這些產(chǎn)品收率保持穩(wěn)定。由圖6可以看出，隨著催化劑汽提時間增加，油漿收率基本不變，表明隨著催化劑汽提時間增加，汽提出的主要產(chǎn)物為沸點低于343 ℃的碳氫化合物，對于重油基本沒有汽提效果。

圖6 催化劑汽提時間對油漿收率的影響Figure 6 Effect of catalyst stripping time on bottoms yield

2.3 催化劑汽提時間對轉(zhuǎn)化率的影響

催化劑汽提時間對轉(zhuǎn)化率的影響如圖7所示。

圖7 催化劑汽提時間對轉(zhuǎn)化率的影響Figure 7 Effect of catalyst stripping time on conversion

從圖7可以看出，當劑油比為5時，隨著催化劑汽提時間延長，轉(zhuǎn)化率由73.34%下降至72.5%；當劑油比為7時，隨著催化劑汽提時間延長，轉(zhuǎn)化率由78.33%降至77.49%，催化劑汽提時間超過200 s，兩種劑油比條件下的轉(zhuǎn)化率基本不變。催化劑汽提時間增加，轉(zhuǎn)化率下降的原因是油氣中的柴油汽提出來后不能計入轉(zhuǎn)化率中，而未能汽提出來的碳氫化合物則以焦炭形式計入轉(zhuǎn)化率中。

3 結(jié) 論

(1)干氣、液化氣、汽油和柴油是可汽提的碳氫化合物，油漿是難以被汽提的碳氫化合物。

(2)隨著催化劑汽提時間降低，焦炭收率急劇增加，因為催化劑上攜帶的油氣未被汽提干凈，從而轉(zhuǎn)化成為焦炭。

(3)隨著催化劑汽提時間增加，干氣收率、液化氣收率、汽油收率及柴油收率增加，當催化劑汽提時間超過300 s，收率基本維持不變，說明催化劑汽提時間為300 s時，催化劑所攜帶的可汽提油氣基本被汽提干凈。

(4)ACE裝置評價較為合適的催化劑汽提時間為300 s。