焦化蠟油催化裂化轉(zhuǎn)化應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、催化裂化是煉廠的核心過程，擔(dān)負(fù)著以重油、渣油等為原料生產(chǎn)汽油、柴油、液化氣的重任。隨著焦化蠟油(CGO)數(shù)量的急劇增長(zhǎng)和FCC原料的日益重質(zhì)化、劣質(zhì)化，摻煉CGO等劣質(zhì)原料己成為國(guó)內(nèi)煉廠擴(kuò)大催化裂化原料來(lái)源和挖潛增效的重要途徑。然而CGO由于含有較多的氮化物、稠環(huán)芳烴和膠質(zhì)，其摻煉比例受到了嚴(yán)重限制。因此，研究CGO的催化裂化反應(yīng)規(guī)律，尋求解決這一問題的措施具有重要意義。 本文首先對(duì)氮化物的催化裂化轉(zhuǎn)化及其影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表

2、明，反應(yīng)條件對(duì)CGO催化裂化產(chǎn)物中氮的分布有明顯影響，提高反應(yīng)溫度、增大劑油比和縮短停留時(shí)間均有利于減弱氮化物對(duì)催化劑的毒害作用。氮化物對(duì)不同類型分子篩催化劑的影響結(jié)果表明，與USY分子篩催化劑相比，ZSM-5分子篩催化劑的轉(zhuǎn)化率雖然較低，但因ZSM-5分子篩孔道較小，大分子氮化物難以進(jìn)入此孔道中，對(duì)堿氮中毒的敏感性較低。其次，對(duì)CGO的催化裂化轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行研究表明，CGO本身可裂化性能差和堿氮對(duì)FCC催化劑的嚴(yán)重中毒是其難轉(zhuǎn)化的兩大主

3、要原因。提高催化劑酸密度有利于抗堿氮中毒，但焦炭收率明顯增加。對(duì)于USY分子篩催化劑，CGO中的氮化物在油劑接觸的初始階段就很容易在催化劑表面發(fā)生強(qiáng)化學(xué)吸附或縮合生焦。不同性質(zhì)的CGO在兩種不同類型分子篩催化劑上的微反評(píng)價(jià)結(jié)果表明，CGO中的氮化物，特別是堿性氮化物對(duì)含擇形性分子篩的多產(chǎn)丙烯催化劑的毒害作用相對(duì)較弱，原料的烴組成和氫含量是影響丙烯收率的主要因素。 針對(duì)目前抗氮催化劑難以適應(yīng)CGO催化裂化轉(zhuǎn)化的不足，本文另辟蹊徑，

4、從調(diào)變催化劑酸性質(zhì)、改善基質(zhì)比表面和孔結(jié)構(gòu)兩方面著手，在實(shí)驗(yàn)室成功研制出了低焦炭選擇性的CGO催化裂化催化劑，即SiO<,2>/La<,2>O<,3>復(fù)合氧化物基質(zhì)催化劑和改性高嶺土基質(zhì)催化劑，分別考察了合成條件(La<,2>O<,3>含量)和改性條件(主要是改性溫度和改性摩爾比)對(duì)其裂化性能和物化性能的影響。 本文在實(shí)驗(yàn)室提升管催化裂化裝置上，進(jìn)行了大量不同反應(yīng)條件和操作方式的單段和兩段催化裂化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，兩段提升管催

5、化裂化(TSRFCC)可以顯著提高CGO的重油轉(zhuǎn)化率，一般比單段至少提高9個(gè)百分點(diǎn)，而單段要想達(dá)到同樣的重油轉(zhuǎn)化率則需要在非常苛刻的條件下操作，會(huì)造成產(chǎn)物分布明顯惡化。CGO的兩段提升管催化裂化實(shí)驗(yàn)表明，在汽油不回?zé)挼臈l件下，可以大幅度提高柴油和輕油收率，有效提高柴汽比；在汽油回?zé)挼臈l件下，可以大幅度降低汽油烯烴含量，而汽油辛烷值基本不變或略有增加。采用TSRFCC技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)普通催化裂化原料與CGO在不同提升管分別進(jìn)料，有利于避免易吸

6、附不易裂化的CGO對(duì)普通催化裂化原料吸附和反應(yīng)的影響，具有明顯優(yōu)勢(shì)和極大的操作靈活性。 本文在實(shí)驗(yàn)室提升管催化裂化裝置上還對(duì)TSRFCC催化裂化多產(chǎn)丙烯過程中摻煉CGO的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，以克拉瑪依普通催化原料摻煉20％克拉瑪依CGO，采用本課題組開發(fā)的IXB-2多產(chǎn)丙烯催化劑摻兌30％工業(yè)FCC平衡劑，兩段不需要采取苛刻的操作條件，丙烯收率接近20％，LPG收率超過了40％，液收率和重油轉(zhuǎn)化率也較高，而干氣+焦炭收率