焦化蜡油催化裂化中试研究

焦化蜡油催化裂化中试研究
王逸平;韩连福;刘兴斌;王延军;李雷;王敏
【摘要】The effects of oil catalyst mixing temperature, reaction temperature, catalysts to oil ratio and reaction time on Coker Gas Oil
( CGO) Fluid Catalytic Cracking ( FCC) performance were been investigated on a pilot plant test, the relationship with conversion depth of feedstock, distribution of products and reaction conditions were analyzed, and basic data were offered to new technologies for upgrading CGO.%讨论焦化蜡油独立催化裂化反应时，油剂混合温度、反应温度、剂油比和反应时间等及综合操作条件对催化裂化反应的影响，考察了不同工艺条件对焦化蜡油催化裂化反应性能的影响，分析原料转化深度、产物分布与反应条件的关系，为焦化蜡油加工新技术的开发提供基础数据。

实验结果表明，油剂接触瞬间的温度条件、剂油比和考察反应时间三个因素对反应结果影响较大。

【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2016(044)014
【总页数】3页(P85-87)
【关键词】焦化蜡油;催化裂化;中试研究
【作者】王逸平;韩连福;刘兴斌;王延军;李雷;王敏
【作者单位】浙大方圆化工有限公司，浙江杭州 310013;大庆油田测试技术服务分公司，黑龙江大庆 163453;大庆油田测试技术服务分公司，黑龙江大庆163453;大庆油田测试技术服务分公司，黑龙江大庆 163453;大庆油田测试技术
服务分公司，黑龙江大庆 163453;大庆油田测试技术服务分公司，黑龙江大庆163453
【正文语种】中文
【中图分类】TQ314.24
焦化蜡油(Coker Gas Oil，CGO)是焦化过程的中间馏分产物，它的产率一般为30wt%左右。

一般作为催化裂化(Fluid Catalytic Cracking, FCC)或加氢裂化的原料[1-4]。

由于其裂化性质差，转化率低，导致所产汽，柴油质量差等问题，一直受到业界的关注[5]。

例如：我国由于受到炼油工艺结构组成的限制，一般直接作为FCC原料进行反应。

但是因CGO中的高含量的碱性氮化物及非碱性氮化物的存在，使得裂化性能较差，生产实践中掺炼比受到严格的限制[6-8]。

为了得到CGO FCC反应过程的深入认识，本研究利用中试试验装置对CGO的FCC反应性能进行了考察，研究了油剂混合温度、反应温度、剂油比和反应时间等工艺操作参数对CGO FCC反应性能的影响。

1.1 实验原料与催化剂
实验选用CGO作为原料油，原料油的基本性质见表1。

由表1中数据可知，CGO中氮含量较高，尤其是碱性氮含量更高。

对于族组成来说，CGO中芳香烃含量高，饱和烃含量低。

实验选用常用工业FCC催化剂作为实验所用催化剂，催化剂的性质见表2。

1.2 实验及产物分析方法
本课题是在提升管催化裂化中试装置上进行。

该装置分为原料油进料及蒸汽发生系统、反应-再生系统、产品回收及计量系统、控制系统及其它辅助设备组成。

如图1所示，装置采用高低并列式流程设计，连续反应-再生操作。

装置中安装了小型待生塞阀、烟气控制阀、裂化气控制阀，能够对催化剂循环量、剂油比、停留时间
等进行实时监测和有效控制。

利用该装置可进行FCC工业装置工艺条件的模拟和
优化实验，可对各种原料油的裂化性能及其产品分布进行考察，可对催化裂化催化剂、各种FCC助剂进行性能评价，以及进行反应-再生动力学等方面的实验研究。

实验数据准确可靠、与工业生产装置数据有较好的可比性。

用Agilent 6890 色谱仪对气体产物进行色谱分析，计算得到气体中的组分组成和分布。

收集的液体产物称重后，然后用模拟蒸馏色谱仪Agilent 6890分析其组成。

裂化后催化剂上的焦炭含量用HV—4B型微机数显碳硫自动分析仪分析。

2.1 油剂混合温度对大港CGO催化裂化反应性能的影响
利用LBO-16催化剂，在剂油比、反应温度和反应时间分别在7、510 ℃和1.5 s
的操作条件下，考察了不同油剂混合温度(510～540 ℃)对CGO FCC反应性能的
影响。

各产物产率、转化率、液收率及轻质油收率随油剂混合温度变化的曲线见图1和图2。

由图1和图2可以看出，油剂混合温度对CGO FCC反应存在显著影响。

随着油
剂混合温度升高，原料转化率、液收率及轻质油收率均有明显的提高；在较低的油剂混合温度条件下，裂化产物收率较低，但是焦炭产率较高，而随着油剂混合温度的提高，液化气、汽油产率逐渐上升，柴油产率变化不大，提高油剂混合温度，使焦炭产率显著下降。

由此可见，适当提高油剂混合温度，强化剂油接触瞬间的反应，有利于提高CGO的转化深度，降低焦炭产率，改善产物分布。

2.2 反应温度对大港CGO催化裂化反应性能的影响
在油剂混合温度510 ℃，剂油比7，反应时间1.5 s的操作条件下，考察了不同反应温度(470～510 ℃)条件下CGO FCC反应性能的影响。

各产物产率、转化率、
液收率及轻质油收率随反应温度变化的曲线，见图3和图4。

由图3和图4可以看出，反应温度对CGO FCC反应影响不大。

随着反应温度升高，原料转化率、液收率及轻质油收率基本保持不变。

由此可以得出结论，与油剂
接触瞬间的温度条件相比，在提升管中上部的反应温度不是影响CGO FCC反应的主要因素。

2.3 剂油比对大港CGO催化裂化反应性能的影响
在油剂混合温度510 ℃，反应温度510 ℃，反应时间1.5 s的操作条件下，考察
了不同剂油比(5～9)对CGO FCC反应性能的影响。

各产物产率、转化率、液收率及轻质油收率随反应温度变化曲线，见图5和图6。

由图5和6可以看出，剂油比对CGO FCC反应有显著的影响。

随着剂油比升高，原料转化率、液收率及轻质油收率均有明显的提高；汽油产率上升幅度较大，液化气、柴油产率变化较小，在实验条件下，提高剂油比对焦炭产率的影响不大。

由此可以得出以下结论，剂油比对CGO FCC反应结果影响较大，而且在较短反应时间条件下，不会造成焦炭产率的显著增加。

2.4 不同操作条件对大港CGO催化裂化反应性能的影响
在反应时间为1.5 s，考察了综合操作条件对CGO FCC反应的影响，结果见表3。

由表3中数据可见，采用不同的工艺方案，转化率和产物分布变化明显。

与低温
小剂油比相比，高温大剂油比条件下，液化气，汽油，转化率，轻质油收率和液收率均上升。

本研究在提升管催化裂化装置上，使用LBO-16催化剂考察了大港CGO不同操作条件下的FCC反应性能。

通过实验得出以下结论：
(1) 随着油剂混合温度升高、随剂油比增大，各产物产率，原料转化率、液收率及轻质油收率均有明显的提高，油剂接触瞬间的温度条件对结果影响较大。

(2) 反应温度对结果影响不大。