油轉化趨勢下加氫裂化催化劑級配的工業應用

韓財疇 劉本仕

中國石化海南煉油化工有限公司 海南 洋浦 578101

某煉化加氫裂化裝置采用中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院（以下簡稱：FRIPP）開發的FDC單段兩劑尾油全循環多產中間餾分油加氫裂化工藝技術設計建設，設計加工原料為含硫VGO（減壓餾分油），主要目的產品為中間餾分油兼產部分催化重整原料，于2006年10月投入運行。

為適應市場需求的變化以及平衡生產計劃，2013年裝置進行改造，將尾油全循環流程改為了一次通過流程，加工能力提升至150萬噸/年，并對催化劑進行更換，采用FRIPP開發的FZC系列保護劑、FF-46加氫裂化精制劑、FC-16B加氫裂化催化劑，生產方案以多產中間餾分油為主，適當提高催化重整原料收率，同時保持柴油和尾油產品低凝點的特點，并適當提高反應活性，以及保證裝置在低能耗下長周期穩定運行。2017年12月全廠檢修期間，對裝置使用的FF-46加氫裂化精制劑、FC-16B加氫裂化催化劑進行了再生，并補充了部分新鮮FF-66加氫裂化精制劑，將部分加氫裂化催化劑更換為FC-80，采用FRIPP開發的FC-16B和FC-80加氫裂化催化劑級配技術，其中FC-80加氫裂化催化劑裝于裂化反應器第四床層。增產催化重整原料，要求進一步提高尾油的粘度指數。為滿足企業油轉化的生產需求，2022年公司檢修期間對催化劑進行再次更換，采用FRIPP開發的FBN鳥巢型系列保護劑、FF-66精制劑、FC-76和FC-80催化劑級配體系。

1 催化劑級配的應用結果與分析

1.1 本周期與上周期催化劑裝填結果對比

上周期使用的FC-16B/FC-80催化劑級配以多生產中間餾分油為主的同時增產石腦油，并兼產高粘度指數加氫裂化尾油作為潤滑油基礎油原料[1]。為適應本周期企業的油轉化的生產需求，保證裝置長周期運行，增強對加工原料的適應性，生產滿足乙烯裂解裝置用的加氫裂化尾油優等指標要求，以及重石腦油滿足重整裝置原料需求，同時重石腦油收率、產量盡量提高，對催化劑裝填方案進行了調整。本周期采用了容雜容垢能力更好的FBN系列的鳥巢型保護劑[2]，并增加了300mm的保護劑的裝填高度，以適應將來可能加工劣質原料的需求，確保裝置5年/周期運行目標。精制反應器R101將上周期使用的FF-46精制劑更換為FF-66精制劑[3]，裂化反應器R102則將FC-16B/FC-80更換為FC-76/FC-80催化劑級配裝填體系，后精制劑由FF-66更換為FF-12。裂化反應器第一、二床層裝填FC-76，第三床層和第四床層上部裝填FC-80，第四床層最底部使用FF-12后處理專用催化劑。催化劑裝填如表1所示：

表1 兩周期催化劑的裝填情況

1.2 兩個周期的標定結果對比

1.2.1 兩個周期的標定期間操作參數的對比

為了全面考核本周期FC-76和FC-80催化劑級配體系下，催化劑的性能、產品分布等情況。2022年11月2日至2022年11月4日期間，裝置對本周期使用的FC-76和FC-80催化劑級配體系進行標定。對裝置前后兩周期原料及工藝操作參數等進行對比分析，裝置前后兩周期標定期間，原料性質如表2所示。由表2可知：對比上周期原料性質，本周期原料餾程、硫含量、殘碳、瀝青質等性質與上周期相近，兩個周期標定期間原料性質比較穩定，其中本周期標定期間原料氮含量比上周期高了206μg/g，因此本周期原料性質略差，脫氮難度較上周期大。

裝置標定期間精制油性質如表3所示，主要操作參數如表4所示，本周期進料量比上周期進料量高5t/h，其中本周期原料性質較上周期略差。在兩周期精制反應器入口壓力相同，且滿足精制油氮含量＜15 μg/g的情況下，本周期的精制反應器平均反應溫度卻比上周期降低了10.6℃，表明了精制反應器R101的精制劑全部換成新的FF-66精制劑之后具有較好的初期活性，精制效果較好，反應器具有較大的提溫空間，滿足裝置的長周期運行。本周期標定期間的裂化反應器R102平均反應溫度為390.03℃與上周期基本保持一致，總溫升40.2℃比上周期高5.5℃，每個床層溫升比較均勻合理，表明本周期的催化劑級配方案較為合理。

表3 兩個周期的精制油性質

表4 標定期間主要操作參數

1.2.2 兩周期產品分布對比

兩周期主要產品的收率如圖1所示，本周期標定期間重石腦油收率為27%較上周期高3.6%，滿足重石腦油收率≮25%的催化劑技術協議的指標要求，滿足重整裝置原料需求；尾油收率為24.3%較上周期高出6.7%，達到尾油收率≮23%的催化劑技術協議要求；航煤收率較上周期下降了4.6%；柴油收率較上周期下降了6.2%。本周期重石腦油、尾油收率較上周期總體上增加，柴油與航煤收率比上周期總體上有所下降，實現了企業優化產品結構，增產重石腦油、尾油的生產需求。

圖1 裝置前后兩周期標定期間主要產品收率

1.2.3 兩周期主要產品性質對比

如表5和表6所示，在本周期FC-76和FC-80催化劑級配下，標定期間重石腦油的密度，餾程干點＜175℃，硫、氮含量≯0.5μg/g均滿足指標要求，其中重石腦油的環烷烴、芳烴含量均比上周期分別提高了2.5%和3%，芳烴潛含量提高，可做優質的催化重整原料。

表5 加氫裂化部分產品主要性質對比

表6 裝置前后兩周期主要產品餾程變化

兩周期標定期間航煤、柴油性質相近，餾出口均為合格產品。其中航煤閃點為47℃，芳烴含量達到8%以上，煙點為25.7mm，冰點為-73.8℃，硫氮含量低等性質滿足特供3#噴氣燃料指標要求。柴油與上周期相比，依然保持較好的低溫流動性和抗爆性等性質，是優質的柴油調和組分。

本周期標定期間尾油BMCI值為12.7比上周期低1.7個單位，尾油密度、餾程、氮含量均可達到催化劑技術協議要求，滿足尾油用作乙烯裂解料的要求，滿足企業生產需求。

2 結束語

本周期使用FC-76和FC-80催化劑體系之后，標定期間航煤和柴油收率較上周期分別下降了4.6%和 6.2%；重石腦油收率為27%較上周期提高了3.6%，環烷烴提高了2.5%，芳烴含量提高了3%，芳烴潛含量提高，可做優質的催化重整原料，滿足重整裝置原料需求；尾油收率為24.3%較上周期高出了6.7%，BMCI值為12.7比上周期低1.7個單位，滿足尾油用作乙烯裂解料的要求。

加氫裂化催化劑更換為FC-76和FC-80級配體系之后，催化劑活性整體發揮較好，實現了裝置優化產品結構，改善產品質量，增產重石腦油、尾油的生產需求，達到了加氫裂化裝置以生產燃料油為主轉為生產化工原料的預期使用效果。