曹德全,王国峰,赵洪军
(中国石油锦西石化公司,辽宁 葫芦岛 125001)
抗焦活化剂Z-18的工业应用
曹德全,王国峰,赵洪军
(中国石油锦西石化公司,辽宁 葫芦岛 125001)
在锦西石化公司重油催化裂化装置上进行了Z-18型抗焦活化剂的工业应用试验。结果表明,Z-18型抗焦活化剂能有效地维持催化剂活性,改善产品分布,装置加工量提高11 t/h,总液收率提高1.0 个百分点,柴油收率提高0.83个百分点,干气收率降低0.2个百分点,油浆收率降低0.27个百分点,焦炭产率降低0.57个百分点,明显提高企业经济效益。
催化裂化;Z-18型抗焦活化剂;工业应用;产品分布
中国石油锦西石化公司重油催化裂化装置的掺渣率达到60%以上,远高于设计值的40%,渣油中胶质、沥青质和各种稠环芳烃含量非常高,使装置原料油变得重质化和劣质化[1],导致原料油在反应时难于裂化,产品选择性变差,影响了全厂的经济效益。为了提高催化裂化装置总液收率和降低生焦,北京鑫联达晟石油化工科技发展有限公司开发了Z-18型抗焦活化剂,并于2011年3月在锦西石化公司重油催化裂化装置上进行工业应用试验,考察了Z-18型抗焦活化剂对装置加工量及产品分布的影响。
锦西石化分公司重油催化裂化装置是由洛阳石化工程公司设计,2005年经过MIP工艺改造[2~5],采用新型串联提升管反应器,优化催化裂化的一次反应和二次反应,加工能力达到1.80 Mt/a。串联提升管反应器分为两个反应区:第一反应区以裂化反应为主,采用较高的反应温度和较短的反应时间;第二反应区以芳构化和异构化等氢转移反应为主,采用较低的反应温度和较高的剂油比,提高催化汽油中的异构烷烃和芳烃含量[6]。
针对汽油烯烃含量降低后造成汽油辛烷值下降的问题,采用了石油化工研究院兰州化工中心研制开发的催化裂化催化剂LDR-100,通过改变汽油的组成和单体结构来提高辛烷值,但是干气收率和生焦量明显增加。
Z-18型抗焦活化剂为油溶性棕黑色液体,微毒、无刺激性,由稀土化合物、杂多酸、表面活性物质等多种活性组分构成,其主要物理性质如表 1所示。
表1 Z-18抗焦活化剂物化指标Table 1 Physicochemical properties of Z-18 retarder activator
重油催化车间于2011年3月9日至2011年4月8日对Z-18催化分子筛抗焦活化剂进行了工业应用试验。为了使 Z-18抗焦活化剂与原料充分接触,将该剂抽入加剂罐,通过计量泵加入原料泵入口处与原料混合后进入反应提升管。采用3步添加,先在3月4日进行试用前的空白试验为对比数据;前4 d为快速加入Z-18抗焦活化剂,注入量(对新鲜原料)为200 µg/g;最后稳定加入Z-18抗焦活化剂,注入量为100 µg/g,作为试用后对比数据。
3.1 原料油性质
重油催化装置处理的原料以大庆常压渣油(60%~75%)为主,并掺炼部分辽河焦化蜡油(10%~20%)和辽河直馏蜡油(10%~20%)。从表2中可以看出,加入活化剂前后原料油中残炭、密度等性质基本相同,表明加入活化剂前后工业试验结果具有可比性。
表 2 活化剂使用前后混合原料油性质对比Table 2 Properties of the feed oil
表 3 活化剂使用前后平衡催化剂性质对比Table 3 Properties of the equilibrium catalyst
3.2 平衡催化剂性质
从表3中可以看出,加入活化剂前后平衡催化剂性质基本不变,微反活性提高了 1个单位。Z-18抗焦活化剂中富含多种杂多酸起调节催化剂酸性中心数量的作用,使催化剂在反应过程中维持较强、较稳定的酸性,从而具备较稳定的活性。
3.3 操作条件
从表3中可以看出,装置操作条件在加剂前后变化不大。反应温度、反应压力、回炼比等参数基本无变化,第一和第二再生反应器,反应进料量由214 t/h增至225 t/h,提高11 t/h,相应的第一和第二再生反应器主风量也有所增加。
表 4 活化剂使用前后操作条件对比Table 4 Main operating parameters
3.4 应用结果
表 5 活化剂使用前后产品分布对比Table 5 Products distribution %
从表5中可以看出活化剂应用后,液态烃、柴油和总液收质量分数依次提高0.42,0.83,1.0 个百分点,干气、汽油、外甩油浆和生焦率质量分数依次降低0.2,0.25,0.27,0.57个百分点,为企业增加经济效益。Z-18抗焦活化剂中有多种稀土化合物吸附和富集在催化剂表面,促进了原料中沥青质、胶质类大分子的预裂化,从而优化了催化裂化反应条件。
促进了分子筛晶体内催化反应的进行,减少油浆产量;助剂中的表面活性物质可以改变渣油胶体的双电子层结构,促进沥青质、胶质的分散,从而有效降低原料油的粘度,有利于原料油在喷嘴处雾化、汽化,提高原料的汽化速率及汽化率,减少热裂化反应的进行,降低焦炭产率[7]。
表 6 活化剂使用前后主要产品性质对比Table 6 Properties of main products
从表6中可以看出,活化剂应用后,干气中和液化气组成变化不大,液化气中丙烯体积分数增加0.9个百分点;稳定汽油蒸汽压合格,RON提高了0.9个单位;柴油残炭和凝点基本没有变化,十六烷值提高1.6个单位。
重油催化裂化装置使用 Z-18抗焦活化剂后,提高装置加工量,能有效维持催化剂的活性,明显减少焦炭生成,提高总液体收率,改善产品分布,对装置生产操作和产品质量无不良影响,具有良好的使用效果和应用前景。
[1] 赵继昌,石功军,卢永先.重油催化裂化抗焦活化剂工业应用试验[J].炼油技术与工程,2007,37(9):20-23.
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Commercial Application of Z-18 Retarder Activator
CAO De-quan,WANG Guo-feng,ZHAO Hong-jun
(CNPC Jinxi Petrochemical Company, Liaoning Huludao 125001, China)
The commercial application of the Z-18 retarder activator in a heavy oil catalytic cracking unit of Jinxi petrochemical company was introduced. The results show that the Z-18 retarder activator can effectively maintain catalyst activity and improve products distribution, processing capacity of the unit increases by 11 t/h, total liquid yield increases by 1.0%, the diesel oil yield increases by 0.83%, the dry gas yield reduces by 0.2%, the slurry oil yield reduces by 0.27 %, the petroleum coke yield reduces by 0.57%, economic benefit is obviously enhanced.
Catalytic cracking; Z-18 retarder activator; Commercial application; Products distribution
TE 624
A
1671-0460(2012)06-0604-03
2012-03-24
曹德全(1988-),男,山东潍坊人,助理工程师,2009年毕业于中国石油大学(华东),从事石油炼制工作。E-mail:305436746@qq.com。