浅析加氢裂化催化剂中油选择性的影响因素探讨

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【摘要】加氢裂化是生产中间馏分油一种重要的工艺手段，加氢裂化催化剂作为其核心技术越来越得到重视，本文主要是讨论原料和反应温升等因素给加氢裂化催化剂中油选择性产生的影响以及解决措施。

【关键词】加氢裂化 催化剂 中油选择性

加氢裂化作为重质原料中生产中间馏分油一种重要的工艺手段，近年来，其核心技术是加氢裂化催化剂。按裂化组分不同又分为无定形催化剂和含分子筛催化剂两大类。目前，开发的重点是含分子筛加氢催化剂，由于其较长的运转周期以及高活性，在工业装置中使用较为广泛，很多机构和组织对其进行研究开发，都得到了较好的应用效果。当前的工业应用热点主要集中在中油型与重中油型加氢裂化催化剂，合理的应用对柴油增产有很好的效果，特别是高质量的低凝柴油。对炼油和化工企业来说，能最大量获得优质中间馏分油，同时也得到了优质依稀裂解原料和重整原料。受工业加氢裂化装置方面的影响，在原料波动以及反映温升等多个因素下，催化剂的性能受到了很大的限制，影响了加氢裂化催化剂的中油选择性。

许多公司在在控制反应温升和提高加氢裂化催化剂的选择性上进行了大量的研究，对于控制方法提出了很多中，本文主要是对加氢裂化催化剂中油选择性的影响因素如反应温升和原料等进行讨论，寻求合理的解决方案。

1 反应温升对加氢裂化催化剂中油选择性的影响及消除

对加氢裂化工艺进行分析，重质原料中会含有S、N化合物，加工过程中会裂化，得到低沸点、轻质加氢裂化产品，主要是用于化工原料和燃料油的生产。对于原料中S、N对催化剂的毒害作用，可以选择活性较高的分子筛、无定形硅铝等催化材料来作为催化剂的裂化成分。在加氢裂化的反应器中，该过程为放热反应，伴随着工艺的进行，原料在催化剂床层经裂化而得到目的产品时会释放大量的热量，热量的流向与原料的流向相同，这就造成了反应器在进口和出口处出现很大的温升。含有有机氮的裂化原料会有一部分存在于催化剂床层的下部，含有一定数量有机氮的裂化原料，在加氢裂化催化剂活性金属的精制下，裂化原料到达反应器催化剂床层的底部，此时的有机氮含量较少，加氢裂化催化剂酸性裂化活性中心受裂化原料中的氮化物的抑制作用被消弱，使反应器底部的催化剂表现出很强的酸性特性，这就使得底部裂化原料出现过度裂化的情况，直接导致了二次裂化严重和较低的目的产品选择性，对中油选择性造成了很大的影响。

下表1是相同原料在同等体积空速、压力以及氢油比的情况下，保证裂化深度相同，在恒温床加氢装置作用下，对加氢裂化催化剂反应温升对中间馏分油产生的影响。

分析以上数据可以发现，在同等工艺条件以及相同裂化深度的情况下，同一加氢裂化催化剂下存在20℃反应温升以及无反应温升两种情况，在产品收率方面，总体为石脑油增加，柴油和低凝柴油减少，对中油收率和中油选择性影响较大，其中中油收率有2.1～4.6个单位的下降，中油选择性有2.4～3.6个单位的下降。从以上数据可以看出加氢裂化催化剂的中油选择性受反应温升的影响较大。为了降低这种影响，通常可以对反应器内的催化剂分层注急冷油、冷氢以及含氮原料等方法，这些也提高了加氢裂化催化剂的中油选择性。

2 原料对中油选择性的影响及防治措施

根绝不同的加工原油性质，可以将原料分成中间基、环烷基以及石蜡基三大类。在相同催化剂、相同工艺条件下，产品的收率和性质主要是由原料来决定，和原料组成相关时表现的更明显。加氢裂化工艺在获取生产中间馏分油时，必须对原料的重金属含量以及含氮量进行严格控制，同时也要原料对中油选择性造成的影响。

2.1 原理中大于350℃馏分油的含量对中油选择性的影响

在压力、原料、氢油比以及体积空速等相同的工艺条件下对同一加氢裂化剂，保证相同的裂化深度，在恒温床加氢装置下，对原料中大于350℃馏分油的不同含量对催化剂中油选择性的影响进行分析考察，得到的数据表明，在相同工艺条件、相同裂化深度下，对三种不同原料采取加氢裂化催化剂进行加氢催化，原料中大于350℃馏分油的不同含量会出现不同的产品分布，总的来说，随着原料中大于350℃馏分油含量逐渐增加，中油选择性、柴油和低凝柴油的收率都有所增加。

Chevron公司的一个中间馏分油选择加氢裂化工艺，对工艺条件、催化剂、重金属含量以及原料氮含量进行限定的外，重点限定了原料中大于371℃馏分油的含量，保证中间馏分油选择加氢裂化工艺的原料中，大于371℃的馏分油体积分数超过60%，避免影响加氢裂化中油选择性和收率。

2.2 原料馏分与目的产品重叠对产品低温性能的影响

在同等工艺和相同催化剂的情况下，对得到的重质馏分油原料采取加氢裂化，在重油转化率相近的情况下，得到的产品分布也相近。通常情况下，对于中间馏分油的加氢裂化，能得到60%左右的单程转化率，这就会出现原料中的烃类未能完全转化的情况，剩余未转化部分就会随着工艺进入到产品中。如果出现中间馏分油产品和原料中的成分重叠时，则生产中间馏分油产品时，原料中未转化的正构烷烃也会直接进入产品馏分中，影响中间馏分油产品的低温性能。

对加氢裂化催化剂中油选择性和相关性能发挥进行分析可发现，主要的影响因素是反应温升，对于此类影响，可以通过分段加注冷氢、含氮材料、急冷油以及调整循环氢中氨浓度的方法来进行消除，为提高中油选择性和中油产品的低温性能，需要严格控制原料中的重金属含量、含氮量以及干点等，同时保证原料中大于350℃的馏分体积分数超过60%，尽量减少中间馏分油和原料产生的叠加，避免对中油选择性及低温性能造成影响。

参考文献

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[2] 许天华，张天宇.加氢裂化催化剂的应用现状[J].化工技术与开发，2012.11