FCT(CH20)焦化蜡油加氢处理催化剂.docx

2023 年 6 月长 炼科技第 28 卷第 2 期FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂性能与工业应用张华廷 杨应强长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂摘要：介绍了 FCT-1 焦化蜡油加氢处理催化剂开发的思路，考察了制备条件的影响及催化剂根本性能。并进展了工业放大试生产，质量完全到达指标要求。在长炼加氢装置上工业应用说明，该剂具有较好脱硫、脱氮及芳烃饱和性能，对原料适应范围广，抗干扰力气强、强度好，能保持生产长周期运转，是一种较好的加氢催化剂。关键词：加氢处理 催化剂FCT-1工业应用延迟焦化是处理减压渣油的有效加工手段之 一，目前 80%焦化蜡油直接作为 FCC 原料，虽然扩大了 FCC 原料，但由于焦化蜡油质量差，影响FCC 转化率、汽油产率和产品质量，并造成环境污染。随着炼厂深度加工的进展，焦化蜡油的产量日益增多，合理利用这局部资源，为扩大FCC 原料， 充分发挥 FCC 装置剩余加工力气，为炼厂制造更多的经济效益都具有很重要的意义。在中等压力下，焦化蜡油经加氢改质后，再进催化裂化，可有效脱除油中硫、氮等杂质，多环芳烃得到饱和，氢含量上升，生成油组分构造发生了变化，可裂化的组分增多，使轻质油收率提高，是一个很好的加工焦化蜡油的途径。焦化蜡油加氢改质催化剂及工业争论被列入“八五”国家重点科技攻关工程，抚顺石油化工争论院依据该工程的目标成功地开发了中压下加氢处理焦化蜡油催化剂(FCT-1)，1995 年 7 月在长岭炼化公司催化剂厂工业放大工业牌号 CH-20，1996 年 10-12 月工业生产出 240t 催化剂。1997 年 11 月对加工焦化蜡油与加工劣质焦化汽、柴油分别进展了两次标定。1999 年 3 月通过集团公司科学成果技术鉴定。经过几年来的工业运转说明： FCT-1 是一种优良的焦化蜡油加氢处理催化剂。1 FCT-1 催化剂性能1. 1焦化蜡油性质及其对加氢处理催化剂的要求我国焦化蜡油(CGO)馏程为 240550， 密度0.860.91g/cm3 ， 硫<1% ， 氮 0.2%0.65% ， 芳5%56%，它比减压馏分油(VGO)质量差。对 FCT-1 催化剂要求为：对较大分子的沥青质、卟啉金属化合物有较小的集中阻力，在有确定量重金属和积炭条件下，对多环芳烃仍具有较高的饱和性能，以及较好的加氢脱硫、脱氮活性。这主要取决于它的孔构造、担体性质、活性金属在担体外表分散程度和活性中心性质，因此 FCT-1 催化剂的研制主要考虑以下因素：担体的孔构造、金属含量、金属分布、制备工艺，本钱。1.2加氢处理的HCGO 掺对VGO 的 FCC 试验以 70%大庆或管输VGO 分别混兑 30%加氢处理或未处理的 CGO 为原料，在小型提升管硫化催化裂扮装置上，进展 FCC 试验，其原料性质见表 1，FCC 试验结果见表 2。由表 2 可见，混兑 30%HCGO，汽油产率提高 5%以上，而焦碳削减。2 FCT-1 催化剂工业生产以硫酸铝和偏铝酸钠溶液为原料，经过中和、老化、洗涤、过滤、喷雾枯燥、挤条成型、焙烧、浸渍、枯燥、 焙烧等工序，共生产出 24t 工业催化剂。工艺生产的共混样催化剂的物理性能见表 3； 工业催化剂的活性评价结果见表 4；稳定性试验结果见表 5。由此可见工业生产的FCT-1 催化剂质量收稿日期：2023-8-13作者简介：张华廷，1966 年生，1988 年毕业于武汉化工学院，工程师，现从事催化剂经营工作。2长 炼科技2023 年完全到达质量指标要求。并能重复试验室与工业放大催化剂的结果。表 1FCC 试验所用原料油性质大庆管输原 料油HCGO/VGO=3/7CGO/VGO=3/7HCGO/VGO=3/7CGO/VGO=3/7密度 20/g -30.86000.86280.88780.8963馏程/IBP/10%240/342251/354244/347249/35530%/50%395/427399/430390/422392/42170%/90%462/525462/526451/492450/497EP557563539547C，%_86.4886.42H，%_12.9012.58S/ g.g-1758103747007400N/ g.g-1652101415402590残炭，%0.160.100.130.15凝固点/ 40423535表 2FCC 试验条件与产品产率大庆管输原料油HCGO/VGO=3/7CGO/VGO=3/7HCGO/VGO=3/7CGO/VGO=3/7反响温度/500500500500剂油比5.25.75.35.6再生温度/ 660660660660催化剂LCS-7 平衡剂产品产率，%( )干气0.430.670.570.68液化气9.748.616.665.14汽油48.9543.1938.7830.88柴油20.1721.8324.8623.33重油18.4022.5425.6736.02焦炭2.302.863.183.93损失0.010.300.280.02转化率，%61.4355.6348.4740.65轻质油收率，%69.1265.0263.6454.21表 3工业试生产FCT-1 催化剂物化性质物 化 性 质工业生产24t 催化剂混样工业放大混样试验室MoO ，%( )322.625.223.723.823.2NiO,，%( )3.84.43.93.63.9P O ，%( )2 56.47.06.56.06.6孔容/mL.g-10.330.370.360.360.34外表积/m2.g-1197215201210189积存密度/g.mL-10.870.900.900.880.87压碎强度/N.mm-123.426.22625.323.2磨耗，%( )0.30.50.60.450.50烧减，%( )0.40.80.580.350.422023 年 6 月长 炼科技第 28 卷第 2 期表 4工业试生产 FCT-1 催化剂活性评价催 化 剂性能工业生产工业放大试验室反响温度/380380380脱硫率，%( )97.297.296.5脱氮率，%( )77.377.677.1脱碱氮率，%( )86.185.784.9注：活性评价原料为管输 CGO：密度200.8900g/cm3,馏程 224486，S 0.49%( ), 碱氮 0.19%( )。评价条件：P634Mpa,体积空速 1.0h-1，氢/油=10001H2平均反响温度 379382，小型运转 100480h, 平均结果：脱硫率>90%，脱氮率75%表 5工业放大 FCT-1 催化剂的稳定试验结果时间/h1004804801000100015001500202320232400生成油氮含量/ g.g-19801050108011201160生成油碱氮含量/ g.g-1254_328_生成油硫含量/ g.g-1340_375_脱氮率，%78.777.176.575.574.8脱碱氮率，%84.1_79.5_脱硫率，%96.1_95.6_3 FCT-1 催化剂工业应用1997 年 2 月在长岭炼油化工厂30×104t/a 加氢装置上首次使用FCT-1 催化剂，经过枯燥、硫化后， 1997 年 2 月 20 日进焦化蜡油，实行逐步增加焦蜡比例的方式进料，装置运行 36 天后，为考察催化剂活性，对催化剂进展工艺标定。标定的主要工艺条件见表 6，原料与精制蜡油性质见表 7。表 6焦化蜡油标定的主要工艺条件项目3 月 20 日 14 时3 月 20 日 16 时3 月 20 日 10 时进料/t.h-122.624.123.0反-101 入口压力/MPa6.36.36.3反-101 出口压力/MPa6.26.26.2容-103 高分压力/MPa6.06.06.0压降/ MPa0.10.10.1第一床层359.3360358.7其次床层377377376.6第三床层387384384平均床层374373.8373第一床层22.322.723.0其次床层19.319.019.0第三床层107.36.0反-101 温度/温升/总温升/52.04950循环氢量/m3.h-13083129407336822氢量/m3.h-1292122082648循环氢流量, %( )92.5392.5394.67氢纯度, %( )97.3397.3397.334 长 炼科技2023 年项目焦化蜡油精制蜡油项目焦化蜡油精制蜡油7表 7焦化蜡油标定进原料与精制蜡油性质比重0.89190.8684Fe0.550.08粘度 50/mm2.s-110.377.904V<0.01<0.01硫，%0.790.04杂质含量/g.g-1Cl1.86-氮/ g.g-141661848Cu<0.05<0.05碱氮/ g.g-11487466Na0.510.38溴价，gBr/100g25.568.01C 不溶物，%( )0.0940.049C，%( )85.6986.60沥青质，%( )0.360.2H，%12.7013.08胶质，%( )6.771.4凝点/2726IBP222219残炭，%( )0.090.0210%/30%250/395335/377酸值，mgKOH/100g0.310.32馏程/50%/70%400/419398/417灰分，%( )0.00120.001290%/95%448/46450/465350含量，%10.017.0焦化蜡油加氢标定结果说明：焦化蜡油经加氢处理后，硫、氮、胶质、残炭、密度、馏程均有明显的改善。脱硫率达 94.9%、脱胶质率为 79.3%、脱碱氮率为 68.7%。精制后的焦化蜡油是优质的FCC 原料。1997 年 2 月 4 日至 1997 年 5 月 15 日处理管输焦化蜡油5.56 × 104t，平均提温速度0.035/d，催化剂床层温升约 50，压降 0.1MPa。说明催化剂有较好的活性和稳定性。FCT-1 催化剂在累计处理 5.56×104t 焦化蜡油及 13.8×104t 焦化柴油、催化柴油后，实际生产287 天，单位催化剂处理 9445kg 油/kg 催化剂，为进一步考察催化剂对原料的适应性，1998 年 11 月34 日进展了焦化汽柴油混合加氢的工艺标定。标定期间，原料汽油柴油=13，原料油、产品分三次采样，等比例混合。标定的工艺条件见表 8。焦化柴油、精制柴油性质见表 9。焦化汽油、精制汽油性质见表 10。表 8焦化汽、柴油混合加氢标定工艺条件项目11 月 3 日 14 时11 月 3 日 22 时11 月 4 日 6 时汽油进料/t.h-18.764.28.91柴油进料/t.h-126.3331.1626.68体积空速/m3.s-11.701.681.72氢油比(V)799745680反-101 入口压力/MPa6.326.326.32反-101 出口压力/MPa6.26.26.2高分氢分压/MPa5.575.65.88床层压降/MPa0.120.120.12反-101 入口温度/303301302反-101 出口温度/361366370第一床层温度/330330333其次床层温度/350351356第三床层温度/360363368平均温度/346348352总温升/616570第一床层温升/455257其次床层温升/172021第三床层温升/777循环氢量/m3.h-1397003650032600氢量/m3.h-1400035003200循环氢纯度，%88.288.5993.07氢纯度，%91.586.1795.322023 年 6 月长 炼科技第 28 卷第 2 期表 9焦化柴油、精制柴油性质第一次其次次第三次项目焦柴精柴焦柴精柴焦柴精柴密度/g -30.840.82610.84090.82640.84070.8227HK/10%175/216.5198.5/233176.5/216198.5/233175/216.5198.5/233馏程50%/90%277.5/333.5275.5/337277/344.5271/329217/334268/328.5KK350.5348353348.3352347.5粘度 20/mm2.s-14.5654.6444.5374.3724.4914.144凝点/-8-6-7-6-9-8胶质/mg.(100L)-1249.634.8252.032229.622.4残炭，%( )0.2290.0330.2490.0230.1890.019溴价/gBr .(100mL)-131.962.5631.772.4736.042.54碘值/gI .(100g)-150.904.4548.334.4851.104.64酸度/mgKOH.(100mL)-15.20.447.540.736.961.89颜色>8#<0.5#>8#<0.5#>8#<0.5#催速安全性沉渣/mg.(100mL)-124.290.83-0.85-0.88水份，%( )0.060.030.060.030.060.03灰分，%( )0.01040.00120.1120.00120.00680.0008铜片腐蚀不合格合格不合格合格不合格合格总硫/ g.g-160081435821141588584总氮/ g.g-1162754616195331632382碱氮/ g.g-1824311823293851211硫醇硫/ g.g-1-3-3-3闪点/558648876983十六烷值5158.35157.45157.4反响中中中中中中烯烃饱和率，%-93.2脱硫率，%-98.6脱氮率，%-66.4-67.1-76.622表 10焦化汽油、精制汽油性质项目焦汽精汽焦汽精汽焦汽精汽密度/g -30.73770.73610.73700.73410.73810.7298第一次其次次第三次HK/10%47/86.573.5/10344/18467.5/9645/8474.5/10050%/90%129.5/166135.5/169.5128.5/163.5127.5/157.5132/168129/154.5KK/全馏186/97.5188/98184/98174/98187/98175/98馏程辛烷值(mon)-<40-<0-<40铅含量/ g.g-1-7.54-7.03-5.87蒸汽压/kPa42.711.542.515.642.111.6实际胶质/mg.(100mL)-1161.6141.2-诱导期/min->1200->1200->1200总硫/ g.g-1718915670741467187127酸度/mgkOH.(100mL)-10.720.350.410.270.580.46总氮/ g.g-113219124121286碱氮/ g.g-1131351252111815烷烃，%-96.3-96.54-96.61烯烃，%-0.8-0.94-1.08芳烃，%-2.9-2.52-2.31脱硫率，%-97.8-97.9-98.2脱碱氮率，%-73.3-83.2-87.3脱总氮率，%-85.6-90.3-95.36长 炼科技2023 年标定结果说明：1） 在体积空速 1.72 h-1，入口氢分压5.86MPa，平均反响温度 352 条件下，精制柴油脱硫率 98.6%、脱氮率 76.6%、脱碱氮率 75.2%， 烯烃饱和率 93.2%。精制汽油脱硫率98.2%、脱氮率95.3%、脱碱氮率 87.3%。柴油中的其他杂质， 如碘值、溴值、胶质、催速安定性、沉渣均大幅度下降。柴油的十六烷值提高 67 个单位。2） 三个床层的温升分别为 50、20、7。反响集中在第一床层进展，催化剂实际生产287d。FCT-1 催化剂具有较高活性和稳定性，强度好。3） 加氢后的焦化柴油可作优质 0#柴油出厂； 焦化汽油安定性得到根本改善，可作为重整原料。4结论FCT-1 催化剂运行到现在已有 3 个多周期，装置开停工次数达 9 次之多，反响压差始终稳定在0.10.12MPa 之间，催化剂强度好，抗干扰力气强。1） FCT-1 焦化蜡油加氢处理催化剂具有孔分布集中、活性金属分布均匀、生产本钱低廉的特点， 承受碱预渍技术有利于提高催化剂脱氮活性。2） FCT-1 催化剂脱硫、脱氮活性高、稳定性好。用于管输焦蜡加氢处理时，在 6.4MPa 氢压， 体积空速 1.0hr-1 、氢/油比 1000、反响温度 380 条件下，脱氮率>83%。试验室评价结果活性和稳定性均超过国外参比剂。3） FCT-1 催化剂工艺应用说明不管是处理重劣质馏分油还是轻劣质馏分油都具有较好的脱硫、脱氮及芳烃饱和性能，活性高、稳定性好，经济技术指标到达国内先进水平，精制的焦化蜡油是抱负的催化裂化原料，同时，原料适应范围广，抗干扰力气强，强度好。参考资料1 曹光伟，赵琰.焦化蜡油加氢处理催化剂的研制.工业催化2023(4)：272 胡先念等.FCT-1 加氢处理催化剂的工业应用3 长炼催化剂厂 FCT-1 催化剂试生产总结