JCEG-1DL渣油催化裂化助剂的工业应用
顾雯龙1,*, 柳聪2, 谢胜利1, 李阳1, 杜方军2, 刘欢2
1.中国石油大连石化分公司,辽宁 大连 116032
2.湖南聚力催化剂股份有限公司,湖南 长沙 410600
通讯联系人:顾雯龙。E-mail:guwl@petrochina.com.cn

作者简介:顾雯龙,男,硕士,工程师,主要研究方向为催化裂化工艺技术研究与实践。

摘要

介绍了JCEG-1DL渣油催化裂化助剂在中石油大连石化1 400 kt·a-1催化裂化装置上的工业应用情况。结果表明,当JCEG-1DL助剂加入量达到系统藏量的10%时,与空白标定期相比,汽油含量增加2.74%,油浆和焦炭含量分别降低2.06%和0.14%。采用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂,产品的选择性好,汽油收率高,重油转化能力强。加工每吨原料油产出价值提高84.1元,提高了装置的经济效益。各项指标达到技术协议要求。

关键词: 石油化学工程; JCEG-1DL助剂; 催化裂化; 工业应用; 产品分布
中图分类号:TE624.9+4;TQ426.95    文献标志码:A    文章编号:1008-1143(2021)05-0059-06
Commercial application of JCEG-1DL residue catalytic cracking additive
Gu Wenlong1,*, Liu Cong2, Xie Shengli1, Li Yang1, Du Fangjun2, Liu Huan2
1.PetroChina Dalian Petrochemical Company,Dalian 116032,Liaoning,China
2.Hunan Juli Catalyst Co.,Ltd.,Changsha 410600,Hunan,China
Abstract

The application of JCEG-1DL additive was investigated in a 1.4 Mt·a-1 heavy oil fluid catalytic cracking unit of Petrochina Dalian Petrochemical Company.The results showed that when the JCEG-1DL additive occupied about 10% of the catalyst inventory,in comparison with reference,the content of gasoline increased by 2.74%,the contents of slurry oil and coke reduced by 2.05% and 0.14%,respectively.The JCEG-1DL additive could efficiently improve the product distribution,the yield of gasoline,and the heavy oil conversion capability.Output value increases by 84.1 CNY per ton of material.All indexes reached the requirements of technical agreement and improved the economic benefit of the unit.

Keyword: petrochemical engineering; JCEG-1DL additive; fluid catalytic cracking; commercial application; product distribution

中国石油大连石化公司三催化装置是由中石化北京设计院设计、十化建承建的1 400 kt· a-1重油催化裂化联合装置, 包括反应再生、分馏、吸收稳定、能量回收四机组、气压机、热工系统、污水汽提、热力站、干气脱硫、液化气脱硫、烟气脱硫共11个部分。该装置以大庆减压渣油和进口原油的馏分油为主要加工原料。装置反再系统采用提升管反应器, 2014年4月由华东院对装置反应再生系统进行设计改造, 将一、二再生器全部改为完全再生。根据市场需求, 为提高汽油、液化气收率, 降低装置油浆产率, 提高装置经济性, 三催化车间于2018年3月2日开始试用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂。本文报道了JCEG-1DL渣油催化裂化助剂在大连石化公司三催化装置的工业应用。标定结果表明, JCEG-1DL助剂具有较强的重油转化能力, 当助剂加入量达到系统藏量的10%时, 汽油含量增加2.74%, 油浆和焦炭含量分别降低2.06%和0.15%, 产品选择性得到改善。

1 工业应用
1.1 原料油

催化裂化原料油的性质是影响产品收率的重要因素之一[1, 2, 3], 本装置原料油主要是常压渣油与减压渣油, 两者质量比约为2∶ 1, 其主要性质见表1。由表1可知, 采用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂后, 原料油密度、残炭值略有增加, 其它性质基本一致。

表1 原料油主要性质 Table 1 Properties ofthe FCC feedstocks
1.2 JCEG-1DL助剂性质

JCEG-1DL渣油催化裂化助剂由湖南聚力催化剂股份有限公司生产, 采用混合粘土原位合成含有Y型沸石的多级孔道催化复合材料, 通过水热改性、孔道改性以及复合金属元素混合改性后, 得到渣油催化裂化助剂。该助剂具有可控的孔结构分布, 且酸性与酸度分布适宜, 有利于提高对重质油大分子的裂化活性, 提高重油的转化能力, 从而提高汽油及液收产率, 且具有焦炭选择性好, 抗重金属与碱氮能力强等特点[1, 2], 其主要物化性质见表2。由表2数据可看出, JCEG-1DL渣油催化裂化助剂具有较好的粒度分布、大的比表面和孔体积、较高的裂化活性。

表2 JCEG-1DL渣油催化裂化助剂物理化学性质 Table 2 Physicochemical properties of JCEG-1DL FCC additive
1.3 加注方案

JCEG-1DL渣油催化裂化助剂与主剂单独加入, 由于装置使用人工加料, 每日加入系统的催化剂量有一定的偏差, 经检尺比对及误差修正后, 每日实际加剂量及JCEG-1DL渣油催化裂化助剂占系统催化剂比例如表3所示。

表3 试用期间助剂实际加入量及系统比例 Table 3 The addition amount of additive and its system proportion during application period
表3 Table 3
1.4 操作条件

操作条件是影响产品收率的重要因素之一, 由表4可以看出, JCEG-1DL渣油催化裂化助剂加入前后反再操作条件基本一致。

表4 催化裂化装置反再系统主要操作参数对比 Table 4 Comparison of main operating parameters of reaction and regeneration system of FCCU
2 JCEG-1DL助剂的试验结果
2.1 产品分布

催化裂化装置产品分布如表5所示。由表5可以看出, 采用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂后, 装置日均处理量变化不大, (汽油+液化气)含量增加2.79%, (干气+焦炭)基本保持不变, 油浆含量降低2.06%, 轻质油收率增加2.0%, 总液收增加2.05%.

表5 催化裂化装置产品分布 Table 5 Product distribution of FCCU
2.2 主要产品质量

催化裂化装置汽、柴油性质如表6表7所示。由表6表7可以看出, 采用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂对汽油、柴油产品质量无不良影响。

表6 催化裂化装置汽油性质 Table 6 Properties of FCC gasoline
表7 催化裂化装置柴油性质 Table 7 Properties of FCC diesel
表7 Table 7

JCEG-1DL渣油催化裂化助剂空白期和标定期的油浆性质及烟气脱硫循环浆液悬浮物浓度如表8所示。由表8可知, 助剂试用前, 油浆密度基本保持在约1 000 kg· m-3、固含量为0.324 g· L-1, 浆液悬浮物浓度因流化问题波动较大, 最高达到5 140 mg· L-1; 采用助剂后, 油浆密度上升并保持在1 040 kg· m-3以上、固含量为0.300 g· L-1, 浆液悬浮物浓度稳定在2 000 mg· L-1以下。由此可以判断, JCEG-1DL渣油催化裂化助剂的应用, 可以切实的对油浆起到裂解的作用, 同时不增加装置催化剂的自然跑损。

表8 催化裂化装置浆液悬浮物变化及油浆性质 Table 8 Change of suspended solids in slurry oil and properties of slurry oil of FCCU
2.3 装置运行状况的影响

空白期及标定期反应温度、再生滑阀压降及二再脱气罐料位变化情况如图1所示。由图1可知, 空白期与标定期反应温度相近, 均保持在约506 ℃。空白期装置再生滑阀压降较低且波动较大, 脱气罐料位波动约30%, 装置存在流化不畅的问题, 标定期间, 再生滑阀压降波动降低, 且脱气罐料位波动降至约20%, 装置流化问题得到缓解。

图1 反应温度、再生滑阀压降及脱气罐料位变化趋势Figure 1 Reaction temperature, pressure drawdrop of slide valve of FCC regenerator, and the trend of location of catalysts in degassing tank

2.4 经济效益核算

采用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂后的经济效益核算如表9所示。由表9可以看出, 使用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂后, 每吨原料产出的价值可提高84.10元, 经济效益明显。标定期产出价值3 261.18 CNY· t-1

表9 经济效益变化表 Table 9 Changes in economic benefits
3 结论

当JCEG-1DL渣油催化裂化助剂达到系统藏量的10%时, 装置收率完全达到技术保证值要求。与空白期相比, 使用JCEG-1DL渣油催化裂化助剂后, 汽油+液化气含量较空白期平均值上升2.79%, 油浆含量降低2.06%, 总液收增加2.05%。装置流化问题得到缓解, 催化剂自然跑损降低, 每吨原料产出的价值可提高84.10元, 有利于企业效益的最大化。

参考文献
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Zheng Shuqin, Gan Jie, Ren Shao, et al. Synthesis of multilevel pore catalytic materials by hydrothermal crystallization of Si-Al gel and kaolin[J]. Journal of Petroleum (petroleum processing), 2014, 30(1): 32-37. [本文引用:2]
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Chen Hao, Wen Feipeng, Li Zhi, et al. The influence of FCC feedstock change on production and measures[J]. China Petroleum and Chemical Industry, 2016, (z1): 75. [本文引用:1]