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催化裂解裝置RTC工藝專用催化劑應(yīng)用情況分析

文檔作者：趙云怒　徐永隆文檔來(lái)源：中國(guó)石化股份有限公司安慶分公司		更新日期： 2026年05月09日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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上一篇：芳構(gòu)化裝置催化劑再生系統(tǒng)工藝改造

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石油化工
引言
雖然經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，蒸汽裂解工藝仍然存在
投資成本高、裝置能耗高、輕質(zhì)原料短缺和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不
易調(diào)節(jié)等問(wèn)題。作為生產(chǎn)低碳烯烴工藝的有益補(bǔ)充，催
化裂解（DCC）工藝采用與常規(guī)催化裂化基本相似的流
程，特別提出提升管加密相流化床組合式反應(yīng)器，加工
重質(zhì)烴類原料以生產(chǎn)丙烯，兼產(chǎn)乙烯，搭建起了煉油向
化工轉(zhuǎn)型的橋梁。伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，我國(guó)原
油加工能力逐年增加，與此同時(shí)，重質(zhì)原油所占原料份
額越來(lái)越大，因此，原油高值化利用的核心是對(duì)渣油的
利用。采用渣油加氫裝置可以脫除重質(zhì)原料中的金屬、
硫和氮，并能夠提高原料的氫含量，因此，我國(guó)越來(lái)越
多煉油企業(yè)投產(chǎn)了渣油加氫裝置，為催化裂化裝置提供
原料。由于汽車燃油效率的提升以及電動(dòng)汽車的市場(chǎng)投
入，運(yùn)輸燃料的需求有所減緩，使得以汽油為目的產(chǎn)物
的催化裂化工藝需要轉(zhuǎn)型生產(chǎn)化工原料。DCC工藝作為
生產(chǎn)丙烯的主要方式之一，在加工劣質(zhì)重油時(shí)存在反應(yīng)
選擇性差的技術(shù)瓶頸，因此，需要探索適合加工劣質(zhì)重
油特別是加氫渣油的生產(chǎn)低碳烯烴的催化裂解工藝。
一、催化劑的應(yīng)用情況
鑒于DCC工藝無(wú)法兼顧低碳烯烴產(chǎn)率與干氣和焦炭
選擇性的缺點(diǎn)，中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司
（簡(jiǎn)稱石科院）在DCC工藝基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了以劣質(zhì)重油為
原料生產(chǎn)丙烯的技術(shù)——重油高效催化裂解（RTC）技
術(shù)。 該技術(shù)采用整體擴(kuò)徑的新型快速流化床反應(yīng)器，在
大幅增加丙烯產(chǎn)率的同時(shí)，使焦炭產(chǎn)率明顯降低，顯著
提高了反應(yīng)過(guò)程的選擇性。2020年11月，重油高效催化
裂解技術(shù)（RTC）在中國(guó)石化安慶分公司65萬(wàn)噸/年催化
裂解裝置上一次開(kāi)車成功。RTC 技術(shù)中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和
工藝條件均與現(xiàn)有催化裂解技術(shù)有著較大的差別，對(duì)催
化劑性能提出了新的要求。需要開(kāi)發(fā)與之相匹配的專用
催化劑，以更加有效地發(fā)揮 RTC 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提
高重油生產(chǎn)乙烯和丙烯的產(chǎn)率。為了深度匹配新型RTC
技術(shù)的工藝特點(diǎn)，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院基于
RTC工藝的快速床反應(yīng)器型式和中間基重油原料特性，
聚焦快速床工藝高效催化裂解增產(chǎn)高價(jià)值產(chǎn)品目標(biāo)，從
基礎(chǔ)研究入手，明確反應(yīng)物分子的擴(kuò)散與吸附特點(diǎn)，精
細(xì)調(diào)控分子篩活性組元與基質(zhì)材料及多功能活性中心的
協(xié)同作用，促進(jìn)不同反應(yīng)物分子與不同尺度孔道反應(yīng)
接力，建立催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與反應(yīng)之間的構(gòu)效關(guān)系，創(chuàng)
新性開(kāi)發(fā)了適用于RTC工藝特點(diǎn)的FMMC系列專用催化
劑，并針對(duì)安慶石化的原料油情況和產(chǎn)品需求，開(kāi)發(fā)了
RTC專用催化劑FMMC-1。FMMC-1催化劑通過(guò)新型分
子篩的研制提高乙烯、丙烯的選擇性和抗重金屬污染能
力，協(xié)同高活性低生焦基質(zhì)技術(shù)平臺(tái)和催化劑制備技術(shù)
創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高價(jià)值產(chǎn)品最大化。新催化劑2021年9月末進(jìn)
入系統(tǒng)，本報(bào)告以2021年7月DMMC-2催化劑標(biāo)定數(shù)據(jù)作
為專用催化劑應(yīng)用的空白標(biāo)定，以2021年12月10日至11
日的應(yīng)用數(shù)據(jù)作為專用催化劑應(yīng)用的總結(jié)標(biāo)定，可客觀
反映RTC專用劑的應(yīng)用效果。
RTC工藝具有獨(dú)特的反應(yīng)器形式，對(duì)催化劑的物化
性能提出了更高的要求。具體來(lái)說(shuō)，RTC工藝的原料特
點(diǎn)是環(huán)烷烴、環(huán)烷芳烴含量高，開(kāi)環(huán)活化能高而裂化反
應(yīng)選擇性低，同時(shí)大分子環(huán)烷芳烴易脫氫成為芳烴，
增加焦炭產(chǎn)率；RTC工藝的反應(yīng)器特點(diǎn)是總反應(yīng)時(shí)間縮
短，反應(yīng)溫度均勻無(wú)高溫區(qū)，水蒸氣汽提量大。針對(duì)
以上RTC工藝的技術(shù)特點(diǎn)，F(xiàn)MMC系列專用催化劑采用
新型分子篩技術(shù)、基質(zhì)技術(shù)和催化劑成型技術(shù)，高度
催化裂解裝置RTC工藝專用催化劑應(yīng)用情況
分析
趙云怒　徐永隆　　中國(guó)石化股份有限公司安慶分公司
【摘　要】針對(duì)加工劣質(zhì)重油特別是加氫渣油的生產(chǎn)低碳烯烴的催化裂解工藝-RTC工藝，石科院開(kāi)發(fā)了專用催化
劑FMMC-1，在安慶石化65萬(wàn)噸/年的RTC裝置上的工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，該催化劑的流化正常。與原工
業(yè)的DCC催化劑相比，F(xiàn)MMC-1專用劑的乙烯、丙烯選擇性均明顯提高，標(biāo)定結(jié)果表明，乙烯收率增
加了0.74%、丙烯收率增加1.01個(gè)百分點(diǎn)，汽油、柴油和油漿的性質(zhì)保持穩(wěn)定，可以顯著提升裝置的經(jīng)濟(jì)
效益。
【關(guān)鍵詞】RTC工藝；專用催化劑；工業(yè)應(yīng)用；丙烯；乙烯
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2024.19.027
80
石油化工
匹配RTC工藝的技術(shù)特點(diǎn)。從專用劑的質(zhì)量指標(biāo)看，
FMMC-1催化劑強(qiáng)度更好、粒度分布更集中、并增加了
體現(xiàn)流化性能的球形度和休止角指標(biāo)。對(duì)比相同原料
和反應(yīng)條件下，DMMC-2與專用劑的催化性能（ACE評(píng)
價(jià)裝置），從產(chǎn)物分布可以看出在545℃反應(yīng)溫度下，
FMMC-1專用劑的汽油收率提高6.19%，丙烯收率提高
0.89%，乙烯收率提高0.03%；在565℃反應(yīng)溫度下，專
用劑的汽油收率提高2.67%，丙烯收率提高1.26%，乙烯
收率提高0.13%。由此可見(jiàn)，F(xiàn)MMC系列專用催化劑對(duì)工
藝條件適應(yīng)性強(qiáng)，重油轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)，可同時(shí)兼顧汽油和
低碳烯烴收率，在較寬工藝調(diào)節(jié)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物分布的
靈活調(diào)節(jié)。
二、工業(yè)應(yīng)用與標(biāo)定
1.催化裂解原料油性質(zhì)
該裝置的原料為加氫蠟油，密度和殘?zhí)肯鄬?duì)較小，
金屬含量也較低。表1是空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定期間催化裂
解混合原料的性質(zhì)。總結(jié)標(biāo)定與空白標(biāo)定相比，具有更
低的密度和殘?zhí)浚s程分布更為分散，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含
量略有增加。總體而言，總結(jié)標(biāo)定的原料性質(zhì)與空白標(biāo)
定相當(dāng)，具有可比性。
表1　標(biāo)定期間催化裂解混合原料的性質(zhì)
項(xiàng)目 空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
密度(20 ℃)，kg·m-3 898.75 888.65
殘?zhí)浚? 0.09 0.05
碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% 86.76 86.81
氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% 12.41 12.39
金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg
Fe 2.3 5.8
Ni 0.1 0.1
V ＜0.1 ＜0.1
Na 0.5 0.4
Ca - 1.5
餾程，℃
初餾點(diǎn) 150.0 139.7
10% 293.4 299.9
50% 409.8 417.4
終餾點(diǎn) 579.6 586.4
四組分，wt%
飽和烴 56.6 56.7
芳烴 43.4 43.0
膠質(zhì)+瀝青質(zhì) 0.0 0.3
2.催化劑的理化性質(zhì)
標(biāo)定期間的平衡劑性質(zhì)如表2所示。與空白標(biāo)定相
比，總結(jié)標(biāo)定期間平衡催化劑重金屬含量相當(dāng)，平衡活
性相近。
表2　標(biāo)定期間平衡劑的性質(zhì)
項(xiàng)目 空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
篩分組成（φ），%
0～20μm 5.11 3.94
20～40μm 20.86 23.85
40～80μm 46.05 44.85
80~110μm 18.15 16.63
＞110μm 9.83 10.72
活性（520℃），% 66 65
元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，ppm
Ni 409 146
Fe 5468 4615
V 565 349
物理性質(zhì)
孔體積，mL/g 0.29 0.29
3.催化劑的流化性質(zhì)
加入專用劑以后，反應(yīng)器的一級(jí)旋風(fēng)分離器和二級(jí)
旋風(fēng)分離器入口線速均保持平穩(wěn)，說(shuō)明油氣中細(xì)粉含量
保持穩(wěn)定。反應(yīng)器中反應(yīng)油氣也會(huì)攜帶少量的催化劑細(xì)
粉進(jìn)入分餾系統(tǒng)，最終富集在最重的油漿餾分。因此，
通過(guò)對(duì)油漿細(xì)粉含量的分析，可以反映催化劑在反應(yīng)部
分的跑損現(xiàn)象。油漿中固含量和灰分的含量均保持平
穩(wěn)，說(shuō)明在專用劑應(yīng)用期間，在反應(yīng)部分沒(méi)有明顯的細(xì)
粉跑損現(xiàn)象。
在再生器中催化劑細(xì)粉進(jìn)入旋風(fēng)分離部分進(jìn)行氣固
分離，如果一級(jí)旋風(fēng)分離器和二級(jí)旋風(fēng)分離器入口線速
明顯波動(dòng)，說(shuō)明催化劑破碎產(chǎn)生大量的細(xì)粉或者細(xì)粉大
量跑損。專用劑加入以后，再生器的一級(jí)旋風(fēng)分離器和
二級(jí)旋風(fēng)分離器入口線速均保持穩(wěn)定，同時(shí)再生器的旋
分壓降在專用劑加入前后均保持平穩(wěn)，再生器的旋分入
口的細(xì)粉含量沒(méi)有增加，說(shuō)明FMMC-1具有較好的機(jī)械
強(qiáng)度，不易破碎產(chǎn)生細(xì)粉，能夠適應(yīng)RTC工藝對(duì)催化劑
物性的特殊要求。
4.主要操作條件
空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定期間，該裝置的主要操作條件
如表3所示。空白標(biāo)定和總結(jié)標(biāo)定的加工量、反應(yīng)器和再
生器的溫度和壓力均基本相當(dāng)，具有可比性。
表3　標(biāo)定期間主要操作條件
項(xiàng) 目 空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
新鮮進(jìn)料量/(t·h-1) 80.6 76.88
摻渣比例，% 4.37 0
回?zé)捰停瑃/h 4.0 4.0
回?zé)捰蜐{，t/h 13.8 13.5
回?zé)挶? 22.0 22.8
反應(yīng)溫度/℃ 560 560
再生器密相溫度/℃ 695 692
再生器稀相溫度/℃ 697 700
81
石油化工
主風(fēng)量，Nm3/min 1129 1118
主風(fēng)溫度，℃ 189 190
反應(yīng)壓力/MPa 0.098 0.099
再生壓力/MPa 0.105 0.105
5.產(chǎn)物分布
2021年7月到12月，乙烯收率由3.25%增加到3.99%，
增加了0.74%；丙烯收率由16.01%增加到17.02%，增加
了1.01%；噸油利潤(rùn)由22.76元/噸增加到126.16元/噸，按
照該總結(jié)標(biāo)定的進(jìn)料量76.94t/h計(jì)算新增利潤(rùn)為6290.52萬(wàn)
元。RTC專用劑可提高乙烯和丙烯的產(chǎn)率和選擇性，增
加了RTC裝置中化工品在總產(chǎn)品中的比例，可顯著提升
應(yīng)用企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，助力煉油企業(yè)向化工轉(zhuǎn)型。
6.主要產(chǎn)品性質(zhì)
標(biāo)定時(shí)干氣組成如表4所示，與空白標(biāo)定比較，總結(jié)
標(biāo)定時(shí)的氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，而乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，
說(shuō)明專用劑能提高干氣中乙烯的選擇性而降低非選擇性
脫氫的反應(yīng)選擇性。
表4　標(biāo)定期間干氣組成
項(xiàng)目
質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%
空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
氫氣 1.77 1.61
甲烷 31.47 30.31
乙烷 21.28 17.39
乙烯 42.26 49.14
丙烷 0.26 0.23
丙烯 2.81 0.76
異丁烷 0.03 0.07
正丁烷 0.00 0.10
1-丁烯 0.00 0.03
反丁烯-2 0.07 0.17
順丁烯-2 0.07 0.07
正戊烷 0.00 0.13
總五烯 0.00 0.00
總計(jì) 100.00 99.99
與空白標(biāo)定比較，總結(jié)標(biāo)定的丙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)均增
加，F(xiàn)MMC-1專用劑體現(xiàn)出更高的丙烯選擇性。
標(biāo)定的汽油、柴油、油漿性質(zhì)如表5、6、7所示，兩
次標(biāo)定的油品的基本性質(zhì)相當(dāng)。
表5　標(biāo)定期間汽油性質(zhì)
項(xiàng)目 空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
密度(20℃)/(kg·m-3) 769.2 764.2
總硫含量/wt% - 0.07
餾程/℃
初餾點(diǎn) 36.7 34.9
10% 50.9 49.1
50% 117.8 107.5
90% 179.8 177.6
族組成/v%
飽和烴 34.6 30.8
烯烴 27.2 29.6
芳烴 38.2 39.6
研究法辛烷值 96.0 97.2
表6　標(biāo)定期間柴油性質(zhì)
項(xiàng)目 空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
密度(20℃)/(kg·m-3) 954.8 950.1
總硫含量/wt% - 0.125
閉口閃點(diǎn)/℃ - 75
餾程/℃
初餾點(diǎn) 195 194.2
10% 240.2 238
50% 278.6 277.6
90% 332 331.6
十六烷值 21 21.8
表7　標(biāo)定期間油漿性質(zhì)
項(xiàng)目 空白標(biāo)定 總結(jié)標(biāo)定
密度(20℃)/(kg·m-3) 1059.1 1059.5
固含量/(g/L) 2.5 2.2
灰分/wt% 0.209 0.313
三、結(jié)論
石科院針對(duì)安慶石化的原料油情況和產(chǎn)品需求，深
度匹配新型RTC技術(shù)的工藝特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了RTC專用催化
劑。該催化劑的質(zhì)量指標(biāo)針對(duì)RTC的反應(yīng)器形式進(jìn)行設(shè)
定，本次試用的專用劑滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。使用期間，
反應(yīng)器中油漿細(xì)粉、再生器煙氣中細(xì)粉均保持平穩(wěn)且略
有下降，兩器催化劑流化正常，推動(dòng)力略有增加，平穩(wěn)
的流化性能保證了反應(yīng)溫度的穩(wěn)定。與空白標(biāo)定相比，專
用劑的乙烯、丙烯的收率和選擇性均明顯提高，汽油、柴
油和油漿的性質(zhì)保持穩(wěn)定。專用催化劑在安慶石化催化裂
解裝置上的工業(yè)試應(yīng)用結(jié)果表明，該催化劑具有良好的流
化性能，能顯著提高低碳烯烴的收率和選擇性。
參考文獻(xiàn)：
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