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回炼焦化蜡油的问题？催化裂化焦化蜡油初探王艳花　贾明春　吕春胜　高玉青　郭淑芝摘　要：研究了以焦化蜡油做催化裂化原料在zcm-7催化剂上反应时的裂化性能和产率分布，考察了焦化蜡油中碱氮的质量分数和反应温度对催化裂化反应的影响. 结果表明：以焦化蜡油做裂解原料时，汽油收率低，焦炭产量高；提高反应温度可以降低碱氮使催化剂活性中毒的影响，从而改善产品分布；工业中若采用柴油生产方案，则存在一个最佳操作温度.关键词：焦化蜡油；催化裂化；碱氮质量分数；反应温度；催化剂分类号：te624.4+1　文献标识码：a文章编号：1000-1891(2000)01-0043-02 catalyst cracking property of coker gatch wang yan-hua　jia ming-chun　l chun-sheng　gao yu-qing（dept of petrochemical engineering， daqing petroleum institute, anda， heilongjiang 151400, china）guo shu-zhi（institute of daqing petrochemical complex, daqing, 163714, china ） abstract： the cracking properties and distributions of products are studied for fcc by taking pure coker gatch as feedstock for conducting reaction on zcm-7 catalyst. the effects of the basic nitrogen concentration in coker gatch and reaction temperature on the cracking properties are mainly investigated. the results show that when the coker gatch is taken as feedstock of cracking reaction, the yield of gasoline is reduced, and the yield of coke is enhanced. the increasing in the reaction temperature could lower down the effect of the basic nitrogen on the activity of catalyst and improve the distribution of products. the most appropriate reaction operation temperature can be found in the production of diesel.key words： coke gatch; fcc; mass fraction of basic nitrogen; reaction temperature; catalyst 0　引言　　在石油加工过程中，催化裂化（fcc）的原料正向重质化、多样化发展，利用催化裂化装置加工焦化蜡油成为各国炼厂扩大原料来源和挖潜增效的重要途径［1］. 笔者以焦化蜡油为原料，研究其在zcm-7催化剂上裂解性能和产率的分布. 从大庆原油直馏蜡油和焦化蜡油的物性数据可以看出，焦化蜡油的大部分指标接近直馏蜡油，所不同的是由于焦化蜡油有较高含量的芳烃和氮，其可裂化性能大大降低［2］. 石油馏分中的氮化物主要有两种，即碱性氮化物和非碱性氮化物. 碱性氮化物的主要结构单元是吡啶、喹啉等，非碱性氮化物的主要结构单元是吲哚等［3］. fcc催化剂的活性中心是lewis酸和bronsted酸，有机氮化物容易和这些酸中心相互作用，失去催化活性. 造成催化剂严重失活的氮化物都是碱性氮化物，当碱性氮化物的质量百分数大于0.09%时，会造成催化剂活性显著下降. 处理这些高氮原料的方法很多，如强化原料的预处理［4］；采用高活性抗氮催化剂和助剂［5，6］；优化fcc的操作条件等等. 本实验旨在用未经处理的焦化蜡油和一般的催化裂化催化剂，探索焦化蜡油做fcc原料的可行性，重点考察了不同的碱氮质量分数和反应温度对焦化蜡油催化裂化反应的影响，为掺炼焦化蜡油提供重要的基础数据. 1　实验 1.1　仪器与设备　　实验在处理量为1 kg/h的小型同轴fcc装置上进行，该装置主要由提升管反应器、再生器、沉降器、空气流量计和原料泵等组成. 产品分析采用蒸馏装置和气相色谱仪. 1.2　原料与催化剂　　实验以大庆焦化蜡油为原料，其性质见表1；fcc的zcm-7平衡催化剂的性质见表2. 表1　大庆焦化蜡油的性质 ρ/(g.cm-3) w(残炭)/% 凝点/℃ v/(mm2.s-1) 馏程/℃ 50℃ 100 ℃ ibp 10% 30% 50% 70% 90% fbp 0.877 7 0.591 27 6.30 2.37 197 348 371 386 412 457 497 w/10-6 w(碱性氮)/10-6 族组成w/% fe ni cu na v 饱和烃芳香烃胶　质 0.69 0.08 0.05 0.23 1.00 913 74.32 13.20 12.57 表2　zcm-7催化剂的性质比表面孔容筛分组成/% w/10-5 ρ/(g.cm-3) w(炭)/% 微活性/% (m2.g-1) (ml.g-1) ＜20 μm 20～40 μm 40～80 μm 80～110 μm ＞110 μm ni v fe na 0.84 0.10 53 97 0.14 0.29 0.10 40.10 57.40 0.11 680 4.1 59 270 1.3　主要操作条件　　再生温度为680～700 ℃；剂油物质的量比为5；原料预热温度为280 ℃. 2　结果与讨论 2.1　反应温度对焦化蜡油产品分布的影响　　取w（碱氮）为0.09%的焦化蜡油在不同温度下做催化裂化实验，结果见表3. 从表3可以看出，在w（碱氮）一定时，反应温度在由480 ℃升高至520 ℃，转化率提高，干气、焦炭、汽油、柴油、液态烃等收率都提高，而重油的收率下降. 当温度小于500 ℃时，随着反应温度的升高，转化率及干气、焦炭、汽油、柴油、液态烃等收率变化幅度较小；而当温度大于500 ℃时，随着反应温度的升高，转化率及干气、焦炭、汽油、柴油、液态烃等收率变化幅度较大. 这说明升温提高了催化剂的反应活性，并减弱了碱氮在催化剂上的吸附，催化剂保持了较高的活性和选择性；同时，高温还会伴有热裂化反应及环烷烃和芳烃的氢转移反应，干气和缩合产物增多. 综上所述，提高反应温度可提高催化剂的反应活性，抵消碱性氮化物对催化剂的影响，转化率提高，产品分布有所改善；同时，也加速了干气和焦炭的生成. 表3　温度对产品分布的影响编号 t/℃ 收率w/% 转化率w/% 损失w/% 干气液态烃汽油柴油重油焦炭 zl-1 480 1.1 6.5 23.7 15.9 42.8 9.1 40.3 0.9 zl-2 490 1.5 7.5 24.8 18.7 36.7 9.8 43.6 1.0 zl-3 500 1.8 7.6 25.0 21.8 32.1 10.5 44.9 1.2 zl-4 510 2.0 9.7 28.2 25.5 21.5 11.9 51.8 1.2 zl-5 520 2.4 13.4 33.8 29.0 7.4 12.1 62.1 1.9 2.2　w(碱氮)对焦化蜡油fcc性能的影响　　在反应温度为500 ℃，不同的碱氮质量分数下做催化裂化实验，结果见表4. 由表4可以看出，在相同温度下，w（碱氮）越大，干气、焦炭、液态烃、重油的收率也越大，而转化率和汽油的收率下降，这说明w（碱氮）的增加使催化剂的活性和选择性下降. 特别是当w（碱氮）高时，焦炭收率也高，这是由于碱氮化合物比多环芳烃优先吸附于催化剂上，促进了生焦，降低了催化剂的活性；反应温度一定时，w（碱氮）在一定的范围内增加时，柴油的收率增加，当w（碱氮）继续增加时，柴油的收率反而会下降，这是因为碱氮使催化剂的活性和选择性降低以后，柴油转化为汽油的量减少了，但随着w（碱氮）的继续增加，催化剂活性下降幅度大，蜡油转化为柴油的量也变小，如果工业采用柴油生产方案，则存在一个最佳裂解温度. 表4　碱氮的质量分数对产物分布的影响编号 w(碱氮)/% 收率w/% 转化率w/% 损失w/% 干气液态烃汽油柴油重油焦炭 zl-1 0.09 1.8 7.6 25.0 21.8 32.1 10.5 44.9 1.2 zl-2 0.12 1.8 7.7 23.2 22.6 32.5 10.7 43.4 1.5 zl-3 0.21 1.9 8.7 17.8 25.1 34.6 11.1 39.5 0.8 zl-4 0.30 1.9 9.4 11.7 28.1 35.2 12.6 35.7 1.1 zl-5 0.40 2.1 9.4 8.1 27.8 37.2 14.8 34.4 0.6 3　结论　　（1）以焦化蜡油为催化裂化原料时，汽油收率低，焦炭产量高；　　（2）焦化蜡油中碱氮的质量分数相同时，提高反应温度可以降低碱氮使催化剂活性中毒的影响，从而改善产品分布；　　（3）工业生产中掺炼焦化蜡油，催化裂化时，若采用柴油生产方案，则存在一个最佳操作温度. 审稿人：董群作者简介：王艳花(1966-)，女，硕士，讲师，从事石油加工方面的研究. 作者单位：王艳花（大庆石油学院石油化工系，黑龙江安达　151400）　　　　　贾明春（大庆石油学院石油化工系，黑龙江安达　151400）　　　　　吕春胜（大庆石油学院石油化工系，黑龙江安达　151400）　　　　　高玉青（大庆石油学院石油化工系，黑龙江安达　151400）　　　　　郭淑芝（大庆石油化工总厂研究院，黑龙江大庆　163714）参考文献：［1］　陈文良. 焦化蜡油做催化裂化原料的探讨［j］. 炼油设计， 1993， 23(2)： 21～25.［2］　julius s， dennis p m. tests show effects of nitrogen compounds on commerical fluid cracking catalysts［j］. oil and gas， 1986， 84(43): 76～82.［3］　门存贵，林景仁，刘鹏翥. u型fcc装置大比例掺炼焦化蜡油运行分析［j］. 石油炼制， 1993， 24(1)： 910.［4］　许明德，钟孝湘，范中碧，等.催化裂化抗氧剂的探讨［j］. 石油炼制， 1993, 24(4): 34～39.［5］　张沛生. 重油催化裂化装置的硫氮管理［j］. 炼油设计， 1989，(2): 7～10.［6］　张　涛. 焦化蜡油加工技术的探讨［j］. 石油炼制与化工，1995， 26(10)：12～18. 收稿日期：1999-09-10；查看更多

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简介

职业：杭州盛弗泰新材料科技有限公司 - 招聘顾问

学校：北京师范大学珠海分校 - 文化艺术与传播学院

地区：海南省

个人简介：把时间用在思考上是最能节省时间的事情。查看更多

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