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渣油催化裂化催化剂TMC-06
 

渣油催化裂化催化剂TMC-06

近年来随着我国经济的快速发展和人民生活水平的大幅度提高国内汽车销售量也成倍增长这就使得燃料油特别是汽油的需求与?#31449;?#22686;。目前我国已成为仅次于美国的第二大炼油大国。无论从资源还是经济的角度加工劣质原油是炼油厂的必然选择。目前山东地方炼厂催化裂化普遍以M100M180为原料油。表1为一种M100原料的性质如表中所示M100的氢含量?#20572;?#39281;和烃含量?#20572;?#27531;炭高重金属高总金属超过60ppm硫氮等非金属杂质高这些因素会使催化剂?#29616;?#20013;毒进而使催化裂化装置的油浆收率高催化剂单耗高高价值的轻油收率低。

为了解决以上问题国内外各大催化剂公司相继推出了新一代重油转化催化剂。

尽管市场上已经拥有众多品?#39057;?#37325;油催化剂和各种牌号的重油助剂但不可否认这些催化剂和助剂并没有表现出高活性、高轻油收率的特点催化剂单耗高油浆产出率高的问题并没有解决比如一些平衡剂重金属V含量高的地炼企业催化剂的单耗超过了3.5kg/吨一些掺炼焦化蜡油的地炼企业轻?#35270;?#25910;率降低了2个多百?#20540;磽现?#22320;影响了地炼企业的经济效益。

针对劣质原油的催化裂化山西腾茂科技有限公司设计开发了特别适合炼制M100等劣质原料油的渣油催化裂化催化剂TMC-06

山西腾茂科技有限公司利用山西的能?#20174;?#21183;开发了高硅铝比NaY生产技术生产的NaY硅铝比在5.66.0之间是目前国内最高的。同时采用独特的分子筛技术-TMZ技术提高了分子筛抗金属污染能力大幅度增强了分子筛的活性稳定性引入新型具有大比表面积和大孔体积的基质材料结合腾茂公司独特的催化剂制造技术-TMC技术使得催化剂具有丰富的中孔和大的基?#26102;?#34920;面积而?#19968;示?#26377;适宜的酸性。TMC-06基?#26102;?#34920;面积大于100m2/g是目前国内裂化催化剂中基?#26102;?#34920;面积最大的催化剂之一。以上几种技术的结合?#32321;?#20102;TMC-06成为特别适合炼制M100等劣质原料油的渣油催化裂化催化剂。

1、一种M100原料的性质 

Table 1. The feedstock Properties of a M100

项目 Items

原料M100  feedstock M100

 

密度 g/cm20

0.9321

粘度 mm/s 80

18.3

残炭 m%

5.41

元素分析

Element Analysis

C w%

86.15

H w%

11.68

S w%

1.2

N w%

0.38

族组成

Group Composition

饱和烃 w%

52.4

芳烃 w%

32.7

胶质 w%

14.6

沥青质 w%

0.3

重金属  

ppm

Heavy Metal  ppm

Ca

22.7

Fe

9.8

Na

10.6

Ni

10.6

V

24.6

(1). 高活性稳定性和优良的抗碱氮性能

催化剂活性的提高有利于催化剂的抗碱氮性能焦化蜡油中含有较高的碱性氮碱性氮具有弱碱性能中和催化剂的活性中心使催化剂暂时失活。研究表明当催化原料中的碱性氮超过400ppm时每增加100-150ppm的碱性氮催化剂的活性下降一个单位一个掺炼20%焦化蜡油的催化装置其原料油中的碱性氮将超过1000ppm这样催化剂的平衡活性将损失4-6个单位必然会造成轻?#35270;?#25910;率降?#20572;?#27833;浆增加。想要解决这个问题必须提高催化剂的平衡活性。表2列出了TMC-06催化剂与国内几种广泛使用的渣油催化剂在800≧100%水蒸气条件下老化17小时后的微活。

平衡活性为新鲜催化剂在800≧100%水蒸气条件下老化17小时后的活性这个条件能模拟催化剂在工业装置?#31995;?#24179;衡剂活性从表2可以看出TMC-06催化剂的稳定性高出国内重油对比剂3个单位以上因此被碱性氮污染后的催化剂仍然会有较好的活性。表3列出了TMC-06催化剂与国内几种正在广泛使用的重油催化剂在实验室小型固定流化床上用含20%焦化蜡油原料的评价数据对比。

从表3评价数据可以看出当裂化催化原料掺炼碱性氮较高的焦化蜡油时TMC-06催化剂的轻?#35270;?#25910;率和总液收能比现有的重?#22270;?#39640;2~4个百?#20540;磽?#27833;浆下降超过2个百?#20540;磧?/FONT>

2. 催化剂TMC-06和两种其它重油催化剂的稳定性对比

催化剂

Catalyst

TMC-06

国内重?#22270;?FONT face=Arial>A

 Residual cracking cat A

国内重?#22270;?FONT face=Arial>B

Residual cracking cat B

800, 17h 

100% 水蒸气微活

 800, 17h 

100% Steam MA

65

62

58

3. 催化剂TMC-06和两种其它重油催化剂AB的评价数据

催化剂

Catalyst

TMC-06

国内重?#22270;?FONT face=Arial>A

 Residual 

cracking cat A

国内重?#22270;?FONT face=Arial>B

Residual 

cracking cat B

产品分布

w%

Product Distribution

干气 Dry Gas

2.1

2.0

2.1

液化气 LPG

13.7

13.4

13.5

汽油 Gasoline

48.6

47.3

45.9

柴油 Diesel

22.1

21.7

21.2

油浆 Slurry

5.1

7.2

9.0

焦碳Coke

8.4

8.4

8.3

总轻油收率 

Yield of light oil

84.4

82.4

80.6

(2). 优良的渣油裂化和抗重金属性能

催化剂在生产制备过程中通过选用大孔材料并严格控制?#23665;?#26102;的操作条件 能生产出具有较大孔体积的催化剂。研究表明催化原料油经过一次裂化后里面的重金属FeCaNi等沉积在催化剂表面堵塞了催化剂的孔道使渣油大分子很难进入到催化剂的孔道内裂化这样渣油大分子只能吸附在催化剂表面不能裂化。在气提段内或者被气提后成为油浆或者附着在催化剂上成为焦炭。要想解决这个问题必须提高催化剂的孔体积特别是增加催化剂的40100Å的中孔和大于100Å的大孔使重金属FeCaNi等堵塞不了催化剂的孔道。TMC-06催化剂具有丰富的中孔和大孔这样就达到了催化剂抗金属污染的性能和加速渣油大分子裂化的目的从而具有轻油收率高油浆产率低的表现。

4为在小型固定流化床装置上用M100原料?#20572;?/FONT>TMC-06催化剂和两种在山东炼厂广泛使用的重油催化剂AB的对比评价数据。可以看出当评价条件相同时TMC-06催化剂的转化?#26102;?#37325;油催化剂AB23个百?#20540;磽?#28966;炭产率相?#20445;?#27773;油收率高出1.5个百?#20540;?#20197;上总轻?#35270;?#25910;率高出12个百?#20540;磽?#27833;浆下降12个百?#20540;磧?#20805;分显示了TMC-06催化剂优良的渣油催化裂化和抗重金属污染的性能。

4.催化剂TMC-06和两种其它重油催化剂AB的评价数据原料油为M100

催化剂

Catalyst

TMC-06

国内重?#22270;?FONT face=Arial>A

 Residual crac

king cat A

国内重?#22270;?FONT face=Arial>B

Residual crack

ing cat B

产品分布

w%

Product Distribution

干气 Dry Gas

2.5

2.5

2.4

液化气 LPG

14.1

13.9

14.0

汽油 Gasoline

47.2

45.7

44.2

柴油 Diesel

21.1

21.6

21.8

油浆 Slurry

5.9

7.0

8.2

焦碳Coke

9.2

9.3

9.4

总轻油收率 

Yield of light oil

82.4

81.2

80.0

化率 Conversion rate m%

73.0

71.4

70.0

(3). 优异的物化性能

TMC-06催化剂具有强度好、球形度好和细粉少的特点。表5TMC-06催化剂典型数据。

5催化剂TMC-06典型数据

序号 No.

项目 Items

TMC-06

1

Al2O3  m% 

50

2

Na2O  m%

0.13

3

Re2O3  m% 

5.0~5.5

4

总比表面积 O/g  Total specific surface area

262

5

孔体积水滴法PV , ml/g  Pore volume 

0.40

6

表观堆密度 , g/ml Apparent bulk density

0.72

7

筛分 Particle Size Distribution , 0 ~ 20μm , w% 

1.7

0 ~ 40μm ,w % 

16.9

0 ~ 149μm , w% 

94.1

8

磨损指数, % 1/h   Attrition Index

2.0

9

活性 , 800/4h , %   MA

81

10

活性 , 800/17h , %   MA

65

渣油催化裂化催化剂TMC-08

TMC-08渣油催化裂化催化剂与TMC-06渣油催化裂化催化剂一样具有良好的裂化渣油大分子的能力和抗重金属及盐污染的特性。所不同之处是TMC-08更适合加工石蜡基的原料。由于其裂化深度适中有效控?#21697;从?#36807;程过度裂化因此所得产品中的轻油收率高重油和焦碳产率?#20572;?#29305;别是汽油收率明显高。

6、表7分别列出两组评价结果

?#24471;?/SPAN>所用原料油为某炼油厂催化裂化装置原料油样采自进装置管道。对比剂A为某厂三催化装置所用B为该厂二催化装置所用AB催化剂分别产自国内某两个大催化剂生产厂家。 

TMC-08催化剂主要产品质量指标见表8

6. 原料油为 75% 陕?#32972;?#28195; + 25% 榆林常渣的评价结果

催化剂

Catalysts

TMC-08

对比剂A

Contrast Cat A

对比剂B

Contrast Cat B

剂油比 w/w  Cat/Oil

5.92

5.92

5.92

?#20174;?#28201;度   

Reaction Temperature 

500

500

500

产率m%

 

Yields

m%

干气 Dry Gas

1.04

0.92

1.04

液化气 LPG

13.88

10.76

15.21

汽油 Gasoline

55.86

46.86

53.03

柴油 Diesel

14.21

16.69

14.43

重油 Heavy Oil

8.17

19.02

9.69

焦碳+损失 Coke+Loss

6.83

5.75

6.60

汽油+柴油+液化气 Gasoline+Diesel+LPG

83.95

74.31

82.67

转化率 Conversion rate m%

77.61

64.29

75.88

7. 原料油为100% 陕?#32972;?#28195;的评价结果

催化剂

Catalysts

TMC-08

对比剂A

Contrast Cat A

对比剂B

Contrast Cat B

剂油比 w/w Cat/Oil 

5.92

5.92

5.92

?#20174;?#28201;度  

Reaction Temperature 

500

500

500

产率

m%

 

Yields

m%

干气 Dry Gas

1.07

0.89

1.09

液化气 LPG

15.57

12.98

17.37

汽油 Gasoline

55.83

50.33

53.54

柴油 Diesel

13.40

15.43

13.14

重油 Heavy Oil

7.62

15.06

8.44

焦碳+损失 Coke+Loss

6.49

5.30

6.41

汽油+柴油+液化气 Gasoline+Diesel+LPG

84.80

78.74

84.05

转化率 Conversion rate m%

79.07

69.51

78.42

8. TMC-08催化剂主要产品质量指标

序号 No.

项目 Items

TMC-08

1

Al2O3 , m%

− 48

2

Na2O , m%

+ 2.0

3

Re2O3 , m%

5.0 ~ 5.5

4

总比表面积 O/g  Total specific surface area

− 230

5

孔体积水滴法PV , ml/g  Pore volume  

− 0.35

6

表观堆密度 , g/ml Apparent bulk density

0.70 ~ 0.80

7

筛分 Particle Distribution , 0 ~ 20μm , m% 

+ 5

0 ~ 40μm ,m % 

+ 20

0 ~ 149μm , m% 

− 90

8

平均粒径 DV , 0.5 , μm Average particle size

65 ~ 80

9

磨损指数, % 1/h   Attrition index

+ 3.0

10

活性 MA ,  800/4h , %  

− 75

 

三蜡油催化裂化催化剂TMC-09 

最近几年有些催化裂化装置的原料油或用直馏蜡?#20572;?#25110;用劣质蜡?#20572;?#22914;焦化蜡油等经加氢改质处理后的加氢蜡?#20572;?#20174;而改善了催化产品质量提高了产品收率降低了装置能耗减少催化剂的损失减少了对环境的污?#23613;?#20026;?#35270;?#34593;油原料的加工我们研发了TMC-09催化剂。该剂在?#32321;?#35010;化效果的情况下突出改?#21697;从?#36807;程的产品选择性轻?#35270;?#25910;率高特别是汽油收率高、辛烷值高焦碳产率低。

TMC-09催化剂评价结果评价结果见表9

?#24471;?#35780;价所用原料油为某厂提供该原料油是焦化蜡油等劣质蜡油经中压加氢改质的改质的深度不是很大。催化剂除TMC-09外编号为1#2#3#4#四种对比剂都是该炼油厂提供的重油催化剂产自国内不同催化剂厂。五?#20013;?#21058;全部经过800≧ 100%水蒸气老化17小时。评价条件?#20174;?#28201;度500≧进料时间90s催化剂装量9.0g剂油比w/w5.0。评价结果见表9.

TMC-09催化剂主要产品质量指标见表10

9. TMC-09催化剂评价结果

 

催化剂

Catalyst

1

2

3

4

TMC-09

产率

m%

 

Yields

m%

干气 Dry Gas

1.50

1.41

1.51

1.28

1.49

液化气 LPG

12.11

8.60

13.32

5.31

13.70

汽油 Gasoline

40.42

36.31

37.65

25.77

39.90

柴油 Diesel

25.39

26.95

26.01

26.69

25.05

重油 Heavy Oil

13.30

19.90

14.30

34.34

13.01

焦碳+损失 Coke+Loss

7.28

6.83

7.21

6.61

6.85

汽油+柴油+液化气  Gasoline+Diesel+LPG

77.92

71.86

76.98

57.77

78.65

转化率   m%

Conversion rate  m%

61.31

53.15

59.69

38.97

61.94

10.  TMC-09催化剂主要产品质量指标

序号 No.

项目 Items

TMC-09

1

Al2O3 , m%

− 48

2

Na2O , m%

+ 0.2

3

Re2O3 , m%

2.0 ~ 2.5

4

总比表面积 , O/g Total specific surface area

−200

5

孔体积水滴法 PV , ml/g Pore volume

− 0.35

6

表观堆密度 , g/ml Apparent bulk density

0.70 ~ 0.80

7

筛分 Particle Distribution , 0 ~ 20μm ,  m%

+2

0 ~ 40μm ,  m%

+ 20

0 ~149μm ,  m%

− 90

8

平均粒径 DV , 0.5 , μm  Average particle size

65 ~ 80

9

磨损指数 , % 1/h  Attrition index

+ 3.0

10

活性 MA, 750/13h , %

−70

?#27169;?/SPAN>DCC专用催化剂TMC-10

TMC-10是一种专门用于DCC工艺的最大限度生产气体烯烃的催化剂。

DCC工艺是一种专利工艺工艺本身要求原料油有较高的H/C比有合适的?#20174;?#28201;度及?#20174;?#26102;间并有较高的水蒸气分压和?#31995;?#30340;油气分压。

TMC-10催化剂在这种工艺条件下可以产出20%以?#31995;?#19993;烯对进料同时可以产出较高收率的丁烯及乙烯产出的高辛烷值汽油可以作为高标号汽油的调和组分。

 

五增产气体烯烃及汽油辛烷值助剂TMZ-01  

TMZ-01是一种增加催化产品中气体烯烃并提高汽油辛烷值的助剂。其?#20174;?#26426;理是其中的择型分子筛选择性裂化汽油组分中的直链小分子使其成为液化气组分主要是气体烯烃因而增加了气体烯烃!!主要是丙烯和丁烯的产率。

TMZ-01在增加气体烯烃产率的同时又能提升汽油辛烷值。其机理在于TMZ-01助剂有助于汽油中烯烃异构并完成氢转移使汽油中辛烷值较高的异构烷烃组分增加.由于部分汽油转换成气体使汽油中芳烃含量相对增加.

通常生产中只需在系统内加入总藏量5%以?#31995;?/SPAN>TMZ-01助剂可以使气体烯烃的产率提高10% ~ 20%对气体烯烃同时使得汽油辛烷值提高1-2个单位。装置的操作条件可以基本不变轻油收率不变。

TMZ-01助剂评价结果见表11

?#24471;?#35780;价所用原料油为70% VGO + 30% VR被评价的催化剂及助剂均为经过800≧ 100%水蒸气老化17小时的新剂。主剂ATMC-06主剂BTMC-09助剂TMZ-01加入量为5%

TMZ-01助剂产品质量指见表12

11. TMZ-01助剂评价结果

催化剂

Catalyst

主剂A

FCC Catalyst A

主剂A + 5%助剂

FCC Catalyst A+5% Additive

主剂B

FCC Catalyst B

主剂B + 5%助剂

FCC Catalyst B+5% Additive

?#20174;?#26465;件

Reaction condition

?#20174;?#28201;度

Reaction Temperature

510

510

510

510

剂油比w/w

Cat/Oil

6.08

6.08

6.08

6.08

产品分布m%

 

Product distribution

干气

Dry Gas

1.56

1.60

1.375

1.427

液化气

LPG

19.25

25.78

19.888

23.656

汽油

Gasoline

44.79

40.74

40.866

38.338

柴油

Diesel

16.99

15.68

19.226

18.747

重油

Heavy Oil

9.25

8.00

12.438

11.676

焦碳+损失

Coke+Loss

8.17

8.20

6.208

6.155

汽油+柴油+液化气 Gasoline+Diesel+LPG

81.03

82.20

79.98

80.741

转化率  m%

Conversion rate m%

73.76

76.35

68.34

76.35

辛烷值RON

87.80

89.70

89.50

91.20

辛烷值MON

72.80

74.20

74.20

75.80

  

12. TMZ-01助剂产品质量指标

 

序号No.

项目

Items

TMZ-01

1

Al2O3 , m%

− 45

2

Na2O , m%

+ 0.12

3

总比表面积 , O/g Total specific surface area

−150

4

孔体积水滴法 PV , ml/g Pore volume

− 0.30

5

表观堆密度 , g/ml Apparent bulk density

0.65 ~ 0.85

6

筛分 Particle Distribution , 0 ~ 20μm , m%

+5

0 ~ 40μm ,  m%

+ 20

0 ~ 149μm ,  m%

− 90

7

平均粒径 DV , 0.5 , μm Average particle size

65 ~ 80

8

磨损指数 , %1/h Attrition index

+ 3.5

六降低生焦助剂TMZ-02 

TMZ-02助剂在?#32321;?#37325;油裂化的同时可以降低焦碳产率。在?#20174;?#20877;生系统中按主剂10% ~ 20%重量比加入TMZ-02助剂生焦率对原料?#20572;?#21487;以降低0.5% ~ 1.0%TMZ-02助剂产品质量指标见表13

13. TMZ-02助剂产品质量指标

序号No.

项目Items

TMZ-02

1

Al2O3 , m%

− 65

2

Na2O , m%

+ 0.10

3

总比表面积 , O/g Total specific surface area

− 150

4

孔体积水滴法 PV , ml/g Pore volume

− 0.35

5

表观堆密度 , g/ml Apparent bulk density

0.65 ~ 0.85

6

筛分Particle Distribution, 0 ~ 20μm ,  m%

+ 5

0 ~ 40μm ,  m%

+ 20

0 ~ 149μm ,  m%

− 90

7

平均粒径 DV , 0.5 , μm  Average particle size

65 ~ 80

,

8

磨损指数 , %1/h  Attrition index

+ 5.0

 

结束语

山西腾茂科技有限公司几年来已有几十个国内外用户我公司以给炼油厂提供优质服务为己任。可以针对炼油厂催化裂化装置的设备、工艺特点所用的原料油性质和所期望的产品分?#25216;?#20135;品质量等具体情况研发并生产专用催化剂为炼油厂创造更大的经济效益和社会效益。

同时做好产品应用过程的售后服务及时协助用户解决应用过程中出?#20540;?#21508;种问题。

我们期盼着为国内外更多的用户提供更好的服务。

 
 

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