方 超，曾厚旭，華獻(xiàn)君，李全新

(1.中國(guó)石化催化劑有限公司長(zhǎng)嶺分公司，湖南 岳陽(yáng) 414000；2.中國(guó)石化催化劑有限公司，北京 100020)

FCC是煉油工業(yè)中重質(zhì)油二次加工的主要途徑和提高輕油收率的重要手段，也是我國(guó)車(chē)用汽油的主要來(lái)源，ACE催化裂化評(píng)價(jià)裝置(ACE裝置)是美國(guó)Kayser技術(shù)公司設(shè)計(jì)制造的小型全自動(dòng)化固定流化床催化裂化裝置。因其具有自動(dòng)化程度高、劑/油用量少、耗時(shí)短、可一次性做6個(gè)平行實(shí)驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛認(rèn)可。在推進(jìn)分子篩的工業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化的跨越以及銷(xiāo)售的市場(chǎng)服務(wù)和催化劑性能預(yù)測(cè)等方面都有積極效果，在國(guó)際上有舉

足輕重的作用[1]。在ACE裝置上進(jìn)行催化裂化催化劑評(píng)價(jià)時(shí)，催化劑與油氣接觸后發(fā)生催化劑裂化反應(yīng)，催化劑顆粒之間和催化劑內(nèi)部微孔充滿著油氣，如果油氣不去除，會(huì)增加焦炭收率，對(duì)其他產(chǎn)品收率也會(huì)產(chǎn)生影響，ACE裝置利用高純氮?dú)鈱?duì)催化劑進(jìn)行汽提，去除催化劑所攜帶的油[2]。

本文考察同一催化劑在不同的劑油比下，不同的催化劑汽提時(shí)間對(duì)產(chǎn)品收率的影響，探索合適的催化劑汽提時(shí)間。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)催化劑和實(shí)驗(yàn)原料油選擇

選擇商業(yè)上廣泛使用的催化劑A作為本次實(shí)驗(yàn)的催化劑，其物化性質(zhì)如表1所示。

表1 催化劑A的物化性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)原料油取自長(zhǎng)嶺煉化二部3#催化蠟油，其性質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 原料油性質(zhì)

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

催化劑A在旋轉(zhuǎn)老化裝置上進(jìn)行老化，老化溫度790 ℃，老化時(shí)間17 h，老化后的催化劑冷卻后過(guò)(100～300)目篩，過(guò)篩后的催化劑在350 ℃干燥2 h，放入干燥器備用。

將備好的催化劑在ACE裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別考察在劑油比5.0和7.0以及催化劑汽提時(shí)間從15 s到500 s條件下，催化劑汽提時(shí)間對(duì)產(chǎn)品收率的影響。氣相和液相產(chǎn)物由美國(guó)安捷倫公司7890B型氣相色譜儀進(jìn)行分析，采用模擬蒸餾軟件計(jì)算汽油、柴油和重油的組成，按其餾程定義C5～221 ℃餾分為汽油，(221～343) ℃餾分為柴油，大于343 ℃餾分為油漿。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑汽提時(shí)間對(duì)焦炭產(chǎn)率的影響

催化劑汽提時(shí)間對(duì)焦炭收率的影響見(jiàn)圖1。

圖1 催化劑汽提時(shí)間對(duì)焦炭收率的影響Figure 1 Effect ofcatalyst stripping time on coke yield

從圖1可以看出，當(dāng)劑油比為5時(shí)，隨著催化劑汽提時(shí)間延長(zhǎng)，焦炭收率由7.25%下降至2.88%；當(dāng)劑油比為7時(shí)，隨著催化劑汽提時(shí)間延長(zhǎng)，焦炭收率由7.90%下降至3.49%，催化劑汽提時(shí)間超過(guò)200 s，兩種劑油比條件下的焦炭收率趨于穩(wěn)定。通過(guò)增加催化劑汽提時(shí)間，使多達(dá)約4.3%的碳?xì)浠衔飶拇呋瘎┥掀岢鰜?lái)，避免轉(zhuǎn)化為焦炭。

2.2 催化劑汽提時(shí)間對(duì)產(chǎn)品收率的影響

圖2～6為不同劑油比條件下，催化劑汽提時(shí)間的增加對(duì)產(chǎn)品收率的影響。

圖2 催化劑汽提時(shí)間對(duì)干氣收率的影響Figure 2 Effect of catalyst stripping time on dry gas yield

圖3 催化劑汽提時(shí)間對(duì)液化氣收率的影響Figure 3 Effect of catalyst stripping time on LPG yield

圖4 催化劑汽提時(shí)間對(duì)汽油收率的影響Figure 4 Effect of catalyst stripping time on gasoline yield

圖5 催化劑汽提時(shí)間對(duì)柴油收率的影響Figure 5 Effect of catalyst stripping time on diesel oil yield

從圖2～5可以看出，隨著催化劑汽提時(shí)間增加，干氣收率、液化氣收率、汽油收率及柴油收率都增加，當(dāng)催化劑汽提時(shí)間超過(guò)300 s，這些產(chǎn)品收率保持穩(wěn)定。由圖6可以看出，隨著催化劑汽提時(shí)間增加，油漿收率基本不變，表明隨著催化劑汽提時(shí)間增加，汽提出的主要產(chǎn)物為沸點(diǎn)低于343 ℃的碳?xì)浠衔?，?duì)于重油基本沒(méi)有汽提效果。

圖6 催化劑汽提時(shí)間對(duì)油漿收率的影響Figure 6 Effect of catalyst stripping time on bottoms yield

2.3 催化劑汽提時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響

催化劑汽提時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響如圖7所示。

圖7 催化劑汽提時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響Figure 7 Effect of catalyst stripping time on conversion

從圖7可以看出，當(dāng)劑油比為5時(shí)，隨著催化劑汽提時(shí)間延長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率由73.34%下降至72.5%；當(dāng)劑油比為7時(shí)，隨著催化劑汽提時(shí)間延長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率由78.33%降至77.49%，催化劑汽提時(shí)間超過(guò)200 s，兩種劑油比條件下的轉(zhuǎn)化率基本不變。催化劑汽提時(shí)間增加，轉(zhuǎn)化率下降的原因是油氣中的柴油汽提出來(lái)后不能計(jì)入轉(zhuǎn)化率中，而未能汽提出來(lái)的碳?xì)浠衔飫t以焦炭形式計(jì)入轉(zhuǎn)化率中。

3 結(jié) 論

(1)干氣、液化氣、汽油和柴油是可汽提的碳?xì)浠衔?，油漿是難以被汽提的碳?xì)浠衔铩?/p>

(2)隨著催化劑汽提時(shí)間降低，焦炭收率急劇增加，因?yàn)榇呋瘎┥蠑y帶的油氣未被汽提干凈，從而轉(zhuǎn)化成為焦炭。

(3)隨著催化劑汽提時(shí)間增加，干氣收率、液化氣收率、汽油收率及柴油收率增加，當(dāng)催化劑汽提時(shí)間超過(guò)300 s，收率基本維持不變，說(shuō)明催化劑汽提時(shí)間為300 s時(shí)，催化劑所攜帶的可汽提油氣基本被汽提干凈。

(4)ACE裝置評(píng)價(jià)較為合適的催化劑汽提時(shí)間為300 s。