FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

性能与工业应用

张华廷 杨应强

（长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂）

摘要：介绍了FCT-1焦化蜡油加氢处理催化剂开发的思路，考察了制备条件的影响及催化剂基本性能。并进行了工业放大试生产，质量完全达到指标要求。在长炼加氢装置上工业应用表明，该剂具有较好脱硫、脱氮及芳烃饱和性能，对原料适应范围广，抗干扰能力强、强度好，能保持生产长周期运转，是一种较好的加氢催化剂。

关键词：加氢处理 催化剂 FCT-1 工业应用

延迟焦化是处理减压渣油的有效加工手段之一，目前80%焦化蜡油直接作为FCC原料，虽然扩大了FCC原料，但由于焦化蜡油质量差，影响FCC转化率、汽油产率和产品质量，并造成环境污染。随着炼厂深度加工的发展，焦化蜡油的产量日益增多，合理利用这部分资源，为扩大FCC原料，充分发挥FCC装置剩余加工能力，为炼厂创造更多的经济效益都具有很重要的意义。

在中等压力下，焦化蜡油经加氢改质后，再进催化裂化，可有效脱除油中硫、氮等杂质，多环芳烃得到饱和，氢含量上升，生成油组分结构发生了变化，可裂化的组分增多，使轻质油收率提高，是一个很好的加工焦化蜡油的途径。焦化蜡油加氢改质催化剂及工业研究被列入“八五”国家重点科技攻关项目，抚顺石油化工研究院根据该项目的目标成功地开发了中压下加氢处理焦化蜡油催化剂(FCT-1)，1995年7月在长岭炼化公司催化剂厂工业放大（工业牌号CH-20），1996年10-12月工业生产出240t催化剂。1997年11月对加工焦化蜡油与加工劣质焦化汽、柴油分别进行了两次标定。1999年3月通过中国石化集团公司科学成果技术鉴定。

经过几年来的工业运转表明：FCT-1是一种优良的焦化蜡油加氢处理催化剂。 1 FCT-1催化剂性能

1. 1 焦化蜡油性质及其对加氢处理催化剂的要求

我国焦化蜡油(CGO)馏程为240~550℃， 密度

0.86~0.91g/cm3，硫<1%，氮0.2%~0.65%，芳

5%~56%，它比减压馏分油(VGO)质量差。对FCT-1催化剂要求为：对较大分子的沥青质、卟啉金属化合物有较小的扩散阻力，在有一定量重金属和积炭条件下，对多环芳烃仍具有较高的饱和性能，以及较好的加氢脱硫、脱氮活性。这主要取决于它的孔结构、担体性质、活性金属在担体表面分散程度和活性中心性质，因此FCT-1催化剂的研制主要考虑以下因素：担体的孔结构、金属含量、金属分布、制备工艺，成本。

1.2 加氢处理的HCGO掺对VGO的FCC试验 以70%大庆（或管输）VGO分别混兑30%加氢处理（或未处理）的CGO为原料，在小型提升管硫化催化裂化装置上，进行FCC试验，其原料性质见表1，FCC试验结果见表2。由表2可见，混兑30%HCGO，汽油产率提高5%以上，而焦碳减少。

2 FCT-1催化剂工业生产

以硫酸铝和偏铝酸钠溶液为原料，经过中和、老化、洗涤、过滤、喷雾干燥、挤条成型、焙烧、浸渍、干燥、 焙烧等工序，共生产出24t工业催化剂。工艺生产的共混样催化剂的物理性能见表3；工业催化剂的活性评价结果见表4；稳定性试验结果见表5。由此可见工业生产的FCT-1催化剂质量收稿日期：2002-8-13

作者简介：张华廷，1966年生，1988年毕业于武汉化工学院，工程师，现从事催化剂经营工作。

FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

完全达到质量指标要求。并能重复实验室与工业放大催化剂的结果。

表1 FCC试验所用原料油性质 大 庆

HCGO/VGO=3/7

密度20℃/g.cm-3

馏程/℃ IBP/10% 30%/50% 70%/90% EP C，% H，% S/μg.g-1 N/μg.g-1 残炭，% 凝固点/ ℃

0.8600 240/342 395/427 462/525 557 _ _ 758 652 0.16 40

CGO/VGO=3/7

0.8628 251/354 399/430 462/526 563 _ _ 1037 1014 0.10 42

管 输

HCGO/VGO=3/7

0.8878 244/347 390/422 451/492 539 86.48 12.90 4700 1540 0.13 35

CGO/VGO=3/7

0.8963 249/355 392/421 450/497 547 86.42 12.58 7400 2590 0.15 35

原 料 油

表2 FCC试验条件与产品产率 大 庆

HCGO/VGO=3/7

500 5.2 660

0.43 9.74

48.95 20.17 18.40 2.30 0.01 61.43 69.12

CGO/VGO=3/7

500 5.7 660

LCS-7平衡剂 0.67 8.61 43.19 21.83 22.54 2.86 0.30 55.63 65.02

0.57 6.66 38.78 24.86 25.67 3.18 0.28 48.47 63.64

0.68 5.14 30.88 23.33 36.02 3.93 0.02 40.65 54.21

管 输

HCGO/VGO=3/7

500 5.3 660

CGO/VGO=3/7

500 5.6 660

原料油 反应温度/℃ 剂油比

再生温度/ ℃ 催化剂

产品产率，%(ω) 干气 液化气 汽油 柴油 重油 焦炭 损失 转化率，%

轻质油收率，%

表3 工业试生产FCT-1催化剂物化性质

物 化 性 质 MoO3，%( ω) NiO,，%(ω) P2O5，%(ω) 孔容/mL.g-1 表面积/m2.g-1 堆积密度/g.mL-1 压碎强度/N.mm-1 磨耗，%(ω) 烧减，%(ω)

工业生产 22.6~25.2 3.8~4.4 6.4~7.0 0.33~0.37 197~215 0.87~0.90 23.4~26.2 0.3~0.5 0.4~0.8

24t催化剂混样

23.7 3.9 6.5 0.36 201 0.90 26 0.6 0.58

工业放大混样

23.8 3.6 6.0 0.36 210 0.88 25.3 0.45 0.35

实验室 23.2 3.9 6.6 0.34 189 0.87 23.2 0.50 0.42

FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

表4 工业试生产FCT-1催化剂活性评价

反应温度/℃ 脱硫率，%(ω) 脱氮率，%(ω) 脱碱氮率，%(ω)

380 97.2 77.3 86.1

380 97.2 77.6 85.7

380 96.5 77.1 84.9

注：活性评价原料为管输CGO：

密度（20℃）0.8900g/cm3,馏程224~486℃，S 0.49%(ω), 碱氮0.19%(ω)。 评价条件：PH2634Mpa,体积空速1.0h-1，氢/油=1000︰1

平均反应温度 379~382℃，小型运转100~480h, 平均结果：脱硫率>90%，脱氮率≥75%

表5 工业放大FCT-1催化剂的稳定试验结果

时 间/h

生成油氮含量/μg.g-1 生成油碱氮含量/μg.g 生成油硫含量/μg.g-1 脱氮率，% 脱碱氮率，% 脱硫率，%

-1

100~480 980 254 340 78.7 84.1 96.1

480~1000 1050 _ _ 77.1 _ _

1000~1500 1080 _ _ 76.5 _ _

1500~2000 1120 328 375 75.5 79.5 95.6

2000~2400 1160 _ _ 74.8 _ _

3 FCT-1催化剂工业应用

1997年2月在长岭炼油化工厂30×104t/a加氢装置上首次使用FCT-1催化剂，经过干燥、硫化后，1997年2月20日进焦化蜡油，采取逐步增加焦蜡

比例的方式进料，装置运行36天后，为考察催化剂活性，对催化剂进行工艺标定。标定的主要工艺条件见表6，原料与精制蜡油性质见表7。

表6 焦化蜡油标定的主要工艺条件

项 目

进料/t.h-1

反-101入口压力/MPa 反-101出口压力/MPa 容-103高分压力/MPa 压降/ MPa

第一床层

反-101温度/℃

第二床层 第三床层 平均床层 第一床层

温升/℃ 总温升/℃ 循环氢量/m3.h-1 新氢量/m.h

3

-1

3月20日14时

22.6 6.3 6.2 6.0 0.1 359.3 377 387 374 22.3 19.3 10 52.0 30831 2921 92.53 97.33

3月20日16时

24.1 6.3 6.2 6.0 0.1 360 377 384 373.8 22.7 19.0 7.3 49 29407 2208 92.53 97.33

3月20日10时

23.0 6.3 6.2 6.0 0.1 358.7 376.6 384 373 23.0 19.0 6.0 50 336822 2648 94.67 97.33

第二床层 第三床层

循环氢流量, %(ψ) 新氢纯度, %(ψ)

FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

表7 焦化蜡油标定进原料与精制蜡油性质

焦化蜡油加氢标定结果表明：焦化蜡油经加氢处理后，硫、氮、胶质、残炭、密度、馏程均有明显的改善。脱硫率达94.9%、脱胶质率为79.3%、脱碱氮率为68.7%。精制后的焦化蜡油是优质的FCC原料。1997年2月4日至1997年5月15日处理管输焦化蜡油5.56×104t，平均提温速度0.035℃/d，催化剂床层温升约50℃，压降0.1MPa。表明催化剂有较好的活性和稳定性。

FCT-1催化剂在累计处理5.56×104t焦化蜡油

及13.8×104t 焦化柴油、催化柴油后，实际生产287天，单位催化剂处理9445kg油/kg催化剂，为进一步考查催化剂对原料的适应性，1998年11月3~4日进行了焦化汽柴油混合加氢的工艺标定。标定期间，原料汽油︰柴油=1︰3，原料油、产品分三次采样，等比例混合。标定的工艺条件见表8。焦化柴油、精制柴油性质见表9。焦化汽油、精制汽油性质见表10。

表8 焦化汽、柴油混合加氢标定工艺条件

项 目 汽油进料/t.h-1 柴油进料/t.h-1 体积空速/m3.s-1 氢油比(V)

反-101入口压力/MPa 反-101出口压力/MPa 高分氢分压/MPa 床层压降/MPa

反-101入口温度/℃ 反-101出口温度/℃ 第一床层温度/℃ 第二床层温度/℃ 第三床层温度/℃ 平均温度/℃ 总温升/℃

第一床层温升/℃ 第二床层温升/℃ 第三床层温升/℃ 循环氢量/m3.h-1 新氢量/m3.h-1 循环氢纯度，% 新氢纯度，%

11月3日14时

8.76 26.33 1.70 799 6.32 6.2 5.57 0.12 303 361 330 350 360 346 61 45 17 7 39700 4000 88.2 91.5

11月3日22时

4.2 31.16 1.68 745 6.32 6.2 5.6 0.12 301 366 330 351 363 348 65 52 20 7 36500 3500 88.59 86.17

11月4日6时

8.91 26.68 1.72 680 6.32 6.2 5.88 0.12 302 370 333 356 368 352 70 57 21 7 32600 3200 93.07 95.32

FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

表9 焦化柴油、精制柴油性质

项 目

密度/g.cm

HK/10%

馏程 50%/90%

KK

粘度20℃/mm2.s-1 凝点/℃

胶质/mg.(100L)-1 残炭，%(ω)

溴价/gBr2.(100mL)-1 碘值/gI2.(100g)-1

酸度/mgKOH.(100mL)-1 颜色

催速安全性沉渣/mg.(100mL)-1 水份，%(ω) 灰分，%(ω) 铜片腐蚀 总硫/μg.g-1 总氮/μg.g-1 碱氮/μg.g-1 硫醇硫/μg.g-1 闪点/℃ 十六烷值 反应

烯烃饱和率，% 脱硫率，% 脱氮率，%

-3

第一次

焦柴 0.84 175/216.5 277.5/333.5 350.5 4.565 -8 249.6 0.229 31.96 50.90 5.2 >8# 24.29 0.06 0.0104 不合格 6008 1627 824 --- 55 51 中 --- --- ---

精柴 0.8261 198.5/233 275.5/337 348 4.644 -6 34.8 0.033 2.56 4.45 0.44 <0.5# 0.83 0.03 0.0012 合格 143 546 311 3 86 58.3 中 66.4

第二次

焦柴 0.8409 176.5/216 277/344.5 353 4.537 -7 252.0 0.249 31.77 48.33 7.54 >8#

--- 0.06 0.112 不合格 5821 1619 823 --- 48 51 中 ---

精柴 0.8264 198.5/233 271/329 348.3 4.372 -6 32 0.023 2.47 4.48 0.73 <0.5# 0.85 0.03 0.0012 合格 141 533 293 3 87 57.4 中 67.1

第三次

焦柴 0.8407 175/216.5 217/334 352 4.491 -9 229.6 0.189 36.04 51.10 6.96 >8#

--- 0.06 0.0068 不合格 5885 1632 851 --- 69 51 中 ---

精柴 0.8227 198.5/233 268/328.5 347.5 4.144 -8 22.4 0.019 2.54 4.64 1.89 <0.5# 0.88 0.03 0.0008 合格 84 382 211 3 83 57.4 中 93.2 98.6 76.6

表10 焦化汽油、精制汽油性质

项 目 密度/g.cm-3

HK/10% 馏

50%/90% 程

KK/全馏 辛烷值(mon) 铅含量/μg.g-1 蒸汽压/kPa

实际胶质/mg.(100mL)-1 诱导期/min 总硫/μg.g-1

酸度/mgkOH.(100mL)-1 总氮/μg.g-1 碱氮/μg.g-1 烷烃，% 烯烃，% 芳烃，% 脱硫率，% 脱碱氮率，% 脱总氮率，%

第一次

焦汽 0.7377 47/86.5 129.5/166 186/97.5 --- --- 42.7 16 --- 7189 0.72 132 131 --- --- --- --- --- ---

精汽 0.7361 73.5/103 135.5/169.5 188/98 <40 7.54 11.5 1.6 >1200 156 0.35 19 35 96.3 0.8 2.9 97.8 73.3 85.6

第二次

焦汽 0.7370 44/184 128.5/163.5 184/98 --- --- 42.5 14 --- 7074 0.41 124 125 --- --- --- --- --- ---

精汽 0.7341 67.5/96 127.5/157.5 174/98 <0 7.03 15.6 1.2 >1200 146 0.27 12 21 96.54 0.94 2.52 97.9 83.2 90.3

第三次

焦汽 0.7381 45/84 132/168 187/98 --- --- 42.1 --- --- 7187 0.58 128 118 --- --- --- --- --- ---

精汽 0.7298 74.5/100 129/154.5 175/98 <40 5.87 11.6 --- >1200 127 0.46 6 15 96.61 1.08 2.31 98.2 87.3 95.3

FCT-1(CH-20)焦化蜡油加氢处理催化剂

标定结果表明：

1）在体积空速1.72 h-1，入口氢分压5.86MPa，平均反应温度352℃条件下，精制柴油脱硫率98.6%、脱氮率76.6%、脱碱氮率75.2%，烯烃饱和率93.2%。精制汽油脱硫率98.2%、脱氮率95.3%、脱碱氮率87.3%。柴油中的其他杂质，如碘值、溴值、胶质、催速安定性、沉渣均大幅度下降。柴油的十六烷值提高6~7个单位。

2）三个床层的温升分别为50℃、20℃、7℃。反应集中在第一床层进行，催化剂实际生产287d。FCT-1催化剂具有较高活性和稳定性，强度好。 3）加氢后的焦化柴油可作优质0#柴油出厂；焦化汽油安定性得到根本改善，可作为重整原料。 4 结论

FCT-1催化剂运行到现在已有3个多周期，装置开停工次数达9次之多，反应压差一直稳定在0.1~0.12MPa之间，催化剂强度好，抗干扰能力强。

1）FCT-1焦化蜡油加氢处理催化剂具有孔分

布集中、活性金属分布均匀、生产成本低廉的特点，采用碱预渍技术有利于提高催化剂脱氮活性。 2）FCT-1催化剂脱硫、脱氮活性高、稳定性好。用于管输焦蜡加氢处理时，在6.4MPa氢压，体积空速1.0hr-1 、氢/油比1000、反应温度380℃条件下，脱氮率>83%。实验室评价结果活性和稳定性均超过国外参比剂。

3）FCT-1催化剂工艺应用表明不管是处理重劣质馏分油还是轻劣质馏分油都具有较好的脱硫、脱氮及芳烃饱和性能，活性高、稳定性好，经济技术指标达到国内先进水平，精制的焦化蜡油是理想的催化裂化原料，同时，原料适应范围广，抗干扰能力强，强度好。

参考资料

1 曹光伟，赵琰.焦化蜡油加氢处理催化剂的研制.工业催化2000(4)：27

2 胡先念等.FCT-1加氢处理催化剂的工业应用 3 长炼催化剂厂FCT-1催化剂试生产总结