LDO－75重油催化裂化催化剂的工业应用

张 亮，邹旭彪，秦 松，邢 侃

（中国石油兰州石化公司催化剂厂，兰州730060）

1 前 言

中国石油独山子石化公司Ⅰ套催化裂化装置自2003年以来一直使用兰州石化催化剂厂的LBO－16汽油降烯烃催化剂［1］，通过优化装置操作条件和使用降烯烃催化剂，催化裂化汽油烯烃含量（φ）降至35%左右，满足了GB 17930汽油烯烃含量（φ）小于35%的要求［2］。随着汽油加氢脱硫装置的开工正常，对催化裂化汽油烯烃含量提出新的要求，催化裂化汽油烯烃含量（φ）小于50%即可满足汽油加氢脱硫装置的需要，关键是提高汽油辛烷值，从而满足加氢后高标号汽油调合要求。

随着中国石油独山子石化公司新区炼油装置的开工和老区蒸馏、焦化、丙烷装置的停工，催化裂化原料性质发生较大的变化，现用LBO－16汽油降烯烃催化剂已不能满足装置的要求，为此中国石油兰州石化公司催化剂厂和中国石油石油化工研究院根据目前原料性质和汽油质量的要求，及时开发出新型重油催化裂化催化剂LDO－75，该剂采用新型高活性稳定性分子筛改性技术、多孔活性基质材料、重金属捕集技术和ZSM－5改性技术［3］。本文主要介绍LDO－75催化剂在中国石油独山子石化Ⅰ套催化裂化装置上的工业试验结果。

2 工业试验概述

2.1 装置概述

LDO－75催化剂工业试验在中国石油独山子石化公司Ⅰ套催化裂化装置上进行。该装置建成于1977年11月，为高低并列式提升管蜡油催化裂化装置，加工量800 kt/a，主要加工原料为常压馏分油、减压馏分油和焦化馏分油。

2.2 试验方案

为了确保催化剂工业试验的顺利进行，确定了详细的试验方案。试验期间进行两次标定，首先对LBO－16催化剂的使用情况进行空白标定，作为工业试验的对比基础；在LDO－75催化剂藏量达到80%以上时进行总结标定，LDO－75催化剂占系统催化剂的藏量之比按照两种催化剂的等比跑损计算，控制催化剂加注速率恒定，每次标定在装置操作平稳情况下持续进行24 h，原料油、汽油、柴油、液化气、油浆采用仪表计量。

2.3 试验过程

LDO－75催化剂的工业试验分为两个阶段。第一阶段：2010年9月24—25日，对LBO－16催化剂进行空白标定，确立试验对比标准。2010年9月26日开始向系统内加入LDO－75催化剂，主要以维持正常生产置换速率进行催化剂的置换。第二阶段：2011年2月24日，共加注LDO－75催化剂155 t，占两器催化剂藏量的87.2%，达到催化剂工业试验的标定条件，原料性质和空白标定相近，进行终期标定。

3 原料油、催化剂性质及操作条件

3.1 原料油性质

催化裂化原料由减压蜡油和焦化重蜡油组成，标定期间的原料油性质如表1所示。由表1可见，与空白标定相比，总结标定时原料的密度增大，残炭和硫含量变化较大，残炭由0.57%上升至0.68%，硫质量分数由0.603%上升至0.745%，此外重金属含量也有上升趋势。说明总结标定时装置原料性质变差，原料中重组分的含量增加。

表1 原料油性质

3.2 催化剂性质

3.2.1 新鲜催化剂性质 两种新鲜催化剂的性质对比如表2所示。从表2可以看出，两种催化剂的磨损指数略有差别。在试用初期两种催化剂磨损较为严重，催化剂跑损量略大。随着LDO－75催化剂在系统中藏量增加（达到60%以上），催化剂跑损量和油浆固体含量趋于稳定，回到正常范围内。从粒度分布看，LDO－75催化剂小于45.8μm的颗粒占19.4%，比LBO－16催化剂增大了4.2百分点，LDO－75催化剂中细粉颗粒多，旋风分离器分离效率下降，也是催化剂试用初期跑损量大的原因之一。从表2可以看出，两种催化剂的微反活性相同，表观密度相同，在试用期间装置反应、再生系统流化正常，两器催化剂各处密度、压力降均在正常范围，说明LDO－75催化剂具有良好的流化输送性能。

表2 新鲜催化剂性质

3.2.2 平衡催化剂性质 两次标定的平衡催化剂性质如表3所示。由表3可见，总结标定LDO－75平衡催化剂的比表面积和微反活性略高。

表3 平衡催化剂性质

3.3 主要操作条件

标定期间装置的主要操作参数如表4所示。由表4可以看出：两次标定期间反应温度在496～ 497℃之间，装置加工量、油浆回炼量及回炼油量基本一致；与空白标定相比，总结标定时再生器床层温度、汽提蒸汽量等参数有所上升，其主要原因是总结标定时原料性质较差，相应提高了相关的参数。

表4 主要操作条件

4 标定结果及讨论

4.1 产品分布

两次标定的产品分布如表5所示。从表5可以看出，与空白标定相比，总结标定时汽油收率下降了2.13百分点，柴油收率上升了3.48百分点，液化气收率下降了0.64百分点，干气收率下降了0.49百分点，油浆收率下降了0.17百分点，装置总液体收率上升了0.54百分点，轻质油收率上升了1.37百分点。由此可见，采用LDO－75催化剂时产品选择性好、轻质油收率高、总液体收率高、重油转化能力强。

表5 产品分布

4.2 产品质量

4.2.1 汽油产品性质 表6为稳定汽油性质数据。由表6可知，与空白标定相比，总结标定的汽油烯烃含量（φ）上升了8.8百分点，芳烃含量（φ）上升了0.7百分点，汽油研究法辛烷值（RON）上升了1.9个单位，MON上升了1.6个单位。说明LDO－75催化剂具有较强的异构化和芳构化功能，通过改变汽油的组成和单体烃结构达到提高汽油辛烷值的目的。

表6 稳定汽油性质数据

4.2.2 柴油产品性质 柴油性质数据如表7所示。由表7可知，总结标定时柴油产品的十六烷值和空白标定相同，各馏出点温度均比空白标定有所上升，其主要性质均未发生大的变化。说明LDO－75催化剂对柴油性质影响不大。

表7 柴油性质数据

4.2.3 液化气组成 液化气组成数据见表8。由表8可知，总结标定和空白标定液化气中的丙烯含量（φ）分别为51.18%和43.11%，总结标定液化气中丙烯含量（φ）上升了8.07百分点，此外总结标定中异丁烷和正丁烷含量较空白标定下降。总结标定和空白标定的氢转移指数［φ（丙烷＋丁烷）/φ（丙烯＋丁烯）］分别为0.33和0.39，说明LDO－75催化剂的氢转移活性低于LBO－16催化剂，催化剂择形功能作用明显，造成液化气中丙烯含量增加。

表8 液化气组成 φ，%

5 结 论

（1）LDO－75催化剂活性高、选择性好、重油转化能力强。与对比剂相比，在原料性质变差的情况下，采用LDO－75催化剂时油浆收率下降、总液体收率和轻质油收率上升。

（2）LDO－75催化剂提高汽油辛烷值的能力强，与对比剂相比，汽油RON上升了1.9个单位，MON上升了1.6个单位，可达到提高汽油辛烷值生产高标号汽油的要求。

［1］ 吴永强，郑仁新.催化裂化装置生产清洁汽油［J］.石化技术与应用，2004，22（1）：38－41

［2］ 毛国安.利用催化裂化技术生产低烯烃高辛烷值汽油［J］.石油与天然气化工，2003，32（4）：219－221

［3］ 刘从华，丁伟，庞新梅，等.新型催化裂化催化剂的开发及工业应用［J］.石化技术与应用，2007，25（5）：434－436