CDOS渣油裂化催化剂工业应用期间, 重油催化裂化装置加工的原料为减压塔浅度深拔的全减压渣油原料, 原料油性质见表1。由表1可以看出, 原料饱和烃质量分数仅56.9%, 芳烃质量分数24.8%, 胶质质量分数高达18.2%, 原料残炭质量分数为5.54%, Ni含量22.8 μ g· g¹, Fe含量19.3 μ g· g¹, 较高的Ni和Fe含量会严重影响目标产物选择性, 表明原料催化裂化性能较差。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 催化裂化装置原料油性质 Table 1 Properties of feedstock in FCC plant 密度(20 ℃)/kg· m-3 901.6 残炭质量分数/% 5.54 黏度(100 ℃)/mm2· s-1 22.08 凝点/℃ 44 相对分子量 639 馏程/℃ 初馏点 269 10% 351 30% 495 39.4% 540 金属含量/μ g· g-1 Fe 19.3 Ni 22.8 V 0.82 Na 1.8 四组成质量分数/% 饱和烃 56.9 芳香烃 24.8 胶质 18.2 沥青质 0.1 元素质量分数/% C 86.61 H 12.64 S 0.43 N 0.33

表1 催化裂化装置原料油性质 Table 1 Properties of feedstock in FCC plant

催化裂化装置主要操作条件见表2。由于进料是全减压渣油, 为了得到良好的雾化效果, 要求进料具有较好的减黏条件, 因此, 控制原料的预热温度高于220 ℃, 原料喷嘴雾化蒸汽量为8.3 t· h^-1, 占催化进料的比例超过8%。反应温度(490~500) ℃, 由于装置的外取热量充足, 第二再生器的密相温度控制低于690 ℃, 既不会对催化剂造成较大的破坏, 又能使装置形成大剂油比操作。汽油干点控制指标为(190± 5) ℃, 可适当降低汽油中的硫含量。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 催化裂化装置主要操作条件 Table 2 Main operating conditions for FCC plant 原料油进料量/ t· h-1 95 回炼油进料量/ t· h-1 5 反应温度/℃ 490~500 原料预热温度/℃ 220 反应器压力/MPa 0.123 再生器压力/MPa 0.168 第一再生器密相温度/℃ 685 第二再生器密相温度/℃ 695 烧焦罐温度/℃ 690 雾化蒸汽量/t· h-1 8.3

表2 催化裂化装置主要操作条件 Table 2 Main operating conditions for FCC plant

产品分布列于表3, 数据为日常统计数据, 最能代表CDOS渣油裂化催化剂的使用性能。表3数据表明, 液态烃、汽油和柴油产率的分布较为合理, 总液体收率达81.1%, 焦炭产率9.5%, 表明CDOS渣油裂化催化剂具有良好的焦炭选择性, 油浆收率仅4.7, 反映出CDOS渣油裂化催化剂裂化能力强, 目标产物选择性好。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 产品分布 Table 3 Product distribution 干气质量分数/% 4.5 液态烃质量分数/% 16.5 汽油质量分数/% 42.0 柴油质量分数/% 22.6 油浆质量分数/% 4.7 焦炭质量分数/% 9.5 损失/% 0.3 合计/% 100 总液体收率/% 81.1

表3 产品分布 Table 3 Product distribution

2.4.1 流化、输送性能及单耗

使用CDOS渣油裂化催化剂剂后, 催化剂流化、输送正常, 装置操作平稳。平衡催化剂的性质见表4。由表4可知, 平衡催化剂(0~40) μ m细粉质量分数为17.6%, 与改造前相比, 减少3~4个百分点, 表明催化剂在装置内磨损程度下降。催化剂单耗约1.36 kg· t^-1, 与改造前相当。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 平衡催化剂的性质 Table 4 Properties of equilibrium catalysts 筛分组成(质量分数)/% (0~20) μ m 3.4 (0~40) μ m 17.6 (0~149) μ m 96.8 金属含量/μ g· g-1 Fe 9 600 Ni 14 100 Ca 1 900 V 900 Na 2 000 Sb 2 330 微反活性/% 68 比表面积/m2· g-1 124 堆积密度/g· mL-1 0.79

表4 平衡催化剂的性质 Table 4 Properties of equilibrium catalysts

2.4.2 重油裂化能力

CDOS渣油裂化催化剂工业应用期间, 平衡催化剂微反活性高于65%, 孔容为0.16 mL· g^-1, 表明CDOS渣油裂化催化剂具有较好的活性稳定性。同时外甩油浆量有所降低, 油浆收率仅4.7%, 且油浆密度大于1.0 kg· m^-3, 表明CDOS渣油裂化催化剂重油裂化能力较强。

2.4.3 抗重金属污染能力

CDOS渣油裂化催化剂工业应用期间, 平衡催化剂上Fe含量9 600 μ g· g^-1, Ni含量14 100 μ g· g^-1, 总重金属污染超过25 000 μ g· g^-1, 但微反活性维持高于65%, 催化剂比表面积高于120 m²· g^-1, 表明CDOS渣油裂化催化剂具有较强的抗重金属污染能力。

2.5.1 稳定汽油性质

表5是稳定汽油的性质。从表5可以看出, 汽油中硫质量分数为0.103%, 研究法辛烷值为91.5, 烯烃体积分数为39.4%, 汽油中烯烃含量较高可能与其原料中的重金属含量较高有关, 这些物质破坏分子筛晶胞而减少了酸中心密度, 较大程度影响了催化剂的氢转移反应活性, 导致汽油中烯烃含量较高。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 稳定汽油的性质 Table 5 Properties of stabilized gasoline 密度(20 ℃)/g· m-3 0.721 9 馏程/℃ 初馏点 31 10% 45 50% 81 90% 163 干点 189 硫质量分数/% 0.103 蒸汽压/kPa 66.0 诱导期/min 650 研究法辛烷值 91.5 荧光族组成(体积分数)/% 饱和烃 38.6 烯烃 39.4 芳烃 22.0

表5 稳定汽油的性质 Table 5 Properties of stabilized gasoline

2.5.2 催化柴油性质

表6是催化裂化柴油的性质。从表6可以看出, 柴油密度为0.899 8 g· m^-3, 十六烷值大于28, 这与汽油干点控制较低有关。柴油密度与十六烷值主要取决于其化学组成, 表明柴油中含有较多芳香烃。

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 催化裂化柴油的性质 Table 6 Properties of FCCdiesel 密度(20 ℃)/g· m-3 0.899 8 馏程/℃ 初馏点 195 10% 221 50% 276 90% 342 95% 352 十六烷值 > 28 凝固点/℃ -1 闭口闪点/℃ 72 硫质量分数/% 0.251

表6 催化裂化柴油的性质 Table 6 Properties of FCCdiesel