UPC催化剂的工业应用

赵振华，赵 勇

(1.青岛惠城环保科技股份有限公司，山东 青岛 266500；2.中国石化青岛石油化工有限责任公司，山东 青岛 266043)

催化裂化是炼油行业十分重要的二次加工过程，FCC催化剂在催化裂化工艺中扮演着重要角色。随着我国炼油加工能力的逐年增加，产生的FCC废催化剂也不断增多[1]，2016年颁布的《国家危险废物名录》中将FCC废催化剂定性为危险废物[2]。

FCC废催化剂中含有硅、铝和稀土等资源元素，以及原油中带来的镍、钒、铁、钙等重金属元素[3]，因此处理方法上从长远来看，填埋必将被取缔；作为平衡剂只能回用一部分；磁分离只是减少了FCC废催化剂的产量，未对废剂进行回收利用，FCC废催化剂低碳循环处理和资源化利用已成为环境学科的发展趋势[4]。UPC催化剂是对FCC废催化剂进行逆向拆解回用其中的铝元素与稀土元素[5]，采用先进的分子筛合成、晶化技术重新合成分子筛，再进行FCC催化剂生产。做到了对FCC废催化剂处理技术方面的无害化和资源化，不仅可以提高资源的利用率，还可以保护环境，带来一定的经济效益。

1 工业应用概况

1.1 工业应用装置简介

青岛石化催化裂化装置是由中国石化洛阳石化工程公司设计，采用洛阳石化工程公司开发的ROCC-VA型专利技术，于1999年9月26 日一次试车成功。 2005 年全厂装置大检修期间，利用石油化工科学研究院 MIP-CGP 技术对装置进行了扩能技术改造，并通过改造采用了石科院开发的 LTAG 技术[6]。装置由反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统、产品精制系统、烟气能量回收系统、产汽系统等部分组成。

1.2 UPC催化剂简介

UPC催化剂针对青岛石化掺炼较高比例未加氢焦化蜡油、回炼经加氢预处理高密度催化柴油的原料结构，兼顾轻收最大化的要求，采用了以下技术手段设计了催化剂配方：①采用专有高性能分散基质，梯度分布的孔结构提高其可接近性，提高催化剂稳定性和活性的同时，减少过度裂化的发生。②采用化学超稳化Y型分子筛为主要活性组分，调整稀土含量和超稳化程度使催化剂具有适度的阶梯式裂化活性，其中高硅铝比Y型分子筛有较佳的开环能力。③有针对性地赋予部分抗重金属(镍、钒等)污染性能和抗碱性氮中毒性能，控制基质的焦炭选择性。④采用专有的铝溶胶技术与特有的催化剂制备技术，赋予催化剂优异的抗磨损性能，将催化剂的跑损减至最低。

表1 UPC催化剂质量指标

表1(续)

1.3 工业应用过程

2018年7月8日UPC催化剂开始进入反再系统参与反应，使用过程中装置的原料性质稳定，操作平稳，操作条件及生产方案不做大的调整，加剂速率与原有剂相同。至8月20日累计加入107吨，占系统藏量约35.67%，选取使用UPC催化剂前2018年6月1日～2018年7月7日为空白期，2018年7月8日～2018年8月20日为标定期。青岛石化催化车间统计了两个时期原料油性质、平衡剂数据、操作参数、产品分布、产品质量情况等数据，进行对比分析。

2 UPC催化剂工业应用数据分析

2.1 原料油性质数据

表2 原料油性质对比

图1 原料油密度变化趋势

图2 原料油残炭变化趋势

UPC催化剂使用前后，原料油性质稳定，密度、残炭、重金属含量略有下降，馏程与硫含量略有上升。

2.2 系统平衡剂数据

表3 平衡剂性质对比

表3(续)

表3(续)

如表3所示UPC催化剂使用前后，系统内平衡剂性质稳定，重金属含量略有上升。

2.3 操作参数

表4 装置操作参数对比

空白期各操作参数与标定期操作参数相差不大，装置操作平稳，未进行较大操作变动。

2.4 产品分布数据

表5 产品分布对比

表5数据显示，液化气收率增加0.94%，汽油收率增加0.85%，柴油收率下降1.25%，油浆收率下降1.37%，产品分布良好。

2.5 主要产品性质

表6 主要产品分析数据

表6(续)

如表6所示，UPC催化剂对各产品性质未产生不良影响。

3 结论

中国石化青岛石油化工有限责任公司催化装置应用青岛惠城环保科技股份有限公司UPC催化剂后，装置标定期与空白期原料油及生产操作基本处于相似水平，通过对比分析可以得到以下结论。

(1) UPC催化剂使用后能够维持良好的装置流化及操作稳定性。

(2) UPC催化剂的使用对各产品质量未产生不良影响。

(3) UPC催化剂具有较高的裂化性能和稳定性。

(4) UPC催化剂使用后，液化气收率提高0.94%，轻收提高0.54%，油浆收率降低1.37%，产品分布比较理想。

(5) 青岛惠城环保科技股份有限公司做到了对FCC废催化剂处理技术方面的无害化和资源化，提高了资源的利用率，保护了环境。