＊郑从武 黄昆涛

（中国石油化工股份有限公司广州分公司 广东 510726）

随着交通运输方式的变化以及新能源在交通、生产作业领域的快速推广应用，国内柴油市场需求已在2018年达到顶峰，目前呈缩减的趋势，尤其催化柴油需要较高的加工成本才能使其成为成品柴油投放市场，即催化柴油的经济性较差，降低催化柴油无论如何均能取得较好的经济效益。相对的，汽油需求增长虽然有所放缓，仍有较大的上升空间，特别是对于高辛烷值汽油。另外，随着高分子材料需求日益增加，丙烯和丁烯的需求也不断增长[1-2]。因此，为适应市场变化，各炼油厂都积极落实油产化、油转化、油转特等工作，通过增产汽油、减产柴油、降低柴汽比、增产烯烃来保证效益。而催化裂化（FCC）装置作为炼厂的主体装置，更是肩负着调整优化产品结构的重任。

为降低柴汽比，提高烯烃产量，已研制出组分选择性裂化技术（SCC）、深度催化裂解（DCC）、劣质重油高效催化裂解（RTC）等多种催化裂化技术[3-4]。但是，对于已有装置来说，运用上述的技术需要对装置进行较大规模的改造，可行性受限。而在不对已有装置进行改造的前提下，使用类似于过去采用过的丙烯助剂等助催化剂以实现目前的新目标认为是一个优化产品结构的有效手段。

相关资料表明，国内目前已有LTB-1、HOA-03、LHP-A、FLOS-III、LOSA-1等多种丙烯助剂实现了工业应用，也表现出不同的性能特点和效果。通常在FCC主催化剂中添加增产丙烯助剂藏量为3%～6%，能使丙烯收率提高1%左右，汽油收率下降，液化气收率增加。目前FCC工业催化剂中使用的增产丙烯助剂大部分是基于活性组分ZSM-5分子筛，并且为了使ZSM-5分子筛发挥最佳性能，常将分子筛与基质（高岭土和黏结剂）混合，使分子筛分散在基质内，进而提升助剂的催化转化性能[5]。但所有上述种类的助剂均基于传统ZSM-5的择形机理，导致较多的汽油损失，液化气中的烯烃浓度增加有限，对辛烷值的贡献较少，而柴油等重油未能下降。

随着FCC工艺原料日趋重质化，使得工艺条件苛刻度不断加深，这对催化剂的性能也提出了更高的要求。中国石油化工股份有限公司广州分公司为适应市场需求，增产烯烃，提高汽油辛烷值，与庄信万丰工艺技术有限公司（美国）合作开发出一种增产丙烯、丁烯-1和提高汽油辛烷值助剂ZMXB-HP，并在催化裂化装置（采用增产丙烯、多产异构化烷烃的清洁汽油生产工艺，MIP-CGP，规模200万吨/年，基本工艺流程如图1所示）上进行了工业试验，成功实现了增产丙烯丁烯、提高汽油辛烷值和压减柴油且汽油基本不降低的目标。

图1 中石化广州分公司催化裂化装置基本工艺流程

1.ZXM-B-HP助剂基本性质

ZMX-B-HP助剂质量指标和某批助剂测试结果如表1所示。为保证助剂不会在流化过程中磨损粉碎影响流化和生产，对助剂进行了抗磨性分析，结果如表2所示。与平衡剂相比，ZMX-B-HP助剂都显示了更优秀的抗磨性，第一小时磨损量小于0.5%，第二小时磨损量小于0.4%，且在测试过程未发现任何非正常的细粉，为工业试验奠定基础。

表1 ZMX-B-HP助剂质量指标

表2 平衡剂和ZMX-B-HP助剂抗磨性分析

2.ZXM-B-HP助剂工业试验情况

(1)试验期间装置工艺参数

工业试验分两阶段在进行，试验期间的进料情况和原料性质如表2和表3所示。试验期间处理量与空白期相比略有下降，总蜡油的处理量有下降。对比原料性质，阶段I和阶段II原料密度、残碳、钠、铁、镍、钒、碱性氮和芳烃均有上升，饱和烃降低，总体来看，两个试验阶段的原料性质都较空白期差，其中阶段I原料的饱和烃有较多降低，性质更为劣质。另外，如表4所示，试验期间，反应温度、压力等主要操作参数基本保持一致。由于ZXM-B-HP助剂的加入，在新鲜剂用量降低的前提下，平衡剂活性仍较空白期上升，表明ZXM-B-HP助剂具有较好的活性。

表3 试验期间装置进料情况

表4 试验期间原料性质

(2)试验结果

表6 试验期间产品分布和汽油RON情况

试验期间产品分布和汽油辛烷值如表5所示。与空白期相比，阶段I液化气收率增加了1.83%，其中丙烯的质量分数增加了0.8%，正反顺丁烯的质量分数增加了0.09%，异丁烯的质量分数增加了0.39%，丙烯与丁烯的质量分数共提升了约1.33%，汽油收率降低了2.26%，柴油收率略有增加，干气收率、油浆收率、焦炭收率基本不变，汽油研究法辛烷值RON提升了1.5。阶段I汽油收率降低、柴油收率增加主要是因为原料相对较差，主催化剂裂化性能下降所致。该阶段I时间较短，且实际上由于全厂平衡需要进行了较大的操作调整，加上原料等变化后该阶段的相关数据并不能体现ZMX-BHP助剂的真实性能，这些数据主要用于考察公司在该阶段的实际经济效益。

表5 试验期间主要操作参数

阶段II的时间更长，是本试验的主要考察阶段，该期间液化气收率增加了1.36%，其中丙烯的质量分数增加了0.79%，正反顺丁烯的质量分数增加了0.31%，异丁烯的质量分数增加了0.3%，柴油收率下降了1.28%；汽油收率、干气收率、油浆收率、焦炭收率基本不变，汽油研究法辛烷值RON提升了0.9。

两阶段的试验表明，ZXM-B-HP助剂能有效改善产品分布，提高液化气收率，尤其是较大幅度提高丙烯和丁烯收率在液化气中的浓度，并能较多地提高汽油辛烷值。在原料性质相近的情况下，汽油收率变化不大，柴油收率有较大降低，起到压减柴油的效果。另外，试验期间，助剂对反再系统流化、装置操作和其它产品性质没有不良影响，表现出扩展应用的潜力。

3.ZXM-B-HP助剂性能解读

ZXM-B-HP助剂能表现出如此良好的性能，主要是基于其创新的特殊孔道结构，即同时具备较大孔道及小孔道，大孔道可选择性地裂解柴油等重组分成为汽油组分，小孔道进一步裂解汽油组分生成液化气，由于较好的选择性，可使得在液化气中的丙烯、丁烯等烯烃浓度有较大幅度提高，在控制合适添加量时，表观上基本不会降低汽油的收率。此外，该助剂也配备了较合适的硅铝比，可通过异构化在一定时间后较大幅度提高汽油辛烷值。该助剂的制造难度较大，而庄信万丰工艺技术有限公司（美国）作为全球催化裂化助剂领域最大最专业的制造商，完美地解决了该难题并在继续提升中。

4.结语

随着柴油市场萎缩，汽油和烯烃市场进一步扩大，炼油厂都在积极压减柴油，增产汽油和丙烯，开展催化装置优化调整工作。为此，各种催化助剂的应用越来越广泛。得益于特殊的孔道结构，ZXM-B-HP助剂表现出优秀的性能，能在不影响操作和产品性质的前提下，改善催化裂化装置产品分布，在原料相近时，能增加丙烯收率0.79%，丁烯收率0.61%，降低柴油收率1.28%，汽油收率基本未降低，并提高汽油辛烷值0.9，能有效助力炼油厂效益增长和油产化目标的实现。

该技术增效作用显著，对操作无不良影响，可实现通过降低柴油等重油且基本不降低汽油来提高液化气中的丙烯、丁烯浓度，并可较大幅度提高汽油辛烷值，适用面较广，具有广阔的应用前景。