1、石化院兰州中心催化裂化产品开发及技术服务

2015年催化裂化催化剂应用技术交流会中国石油催化裂化催化剂研发进展报告人：高雄厚2015-11-12交流提纲交流提纲1.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势2.催化装置运行影响因素分析3催化裂化催化剂新材料新技术和新产品3.催化裂化催化剂新材料、新技术和新产品4.催化裂化催化剂技术服务和海外应用情况5.几点体会第部分第部分第一部分第一部分国内外及中石油催化裂化国内外及中石油催化裂化国内外及中石油催化裂化国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势发展现状及趋势发展现状及趋势发展现状及趋势一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势1.催化裂化是炼厂重油轻质化和炼化一体化主要手段，发挥着不可替代的作用„全球催化裂化能力达到9.5亿吨/年，占原油一次加工能力的19.0%左右。„我国催化裂化装置180余套，加工能力达到1.8亿吨/年，占原油一次加工能力的31%，承担了大约75%汽油、35%柴油和40%丙烯的生产任务。„未来20年世界炼油中心继续东移催化裂化加工能力将继续增长新增能力大部„未来20年，世界炼油中心继续东移，催化裂化加工能力将继续增长，新增能力大部分来自中国、印度和中东地区。一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势„中国石油目前拥有催化裂化装置42套，加工能力超过6000万吨/年，主要分布在东北、西北、华北和西南地区；„其中MIP（MIP-CGP）工艺装置10套，两段提升管工艺装置5套，UOP工艺装置2套，其余均为常规重油催化裂化装置。地方炼厂18%中国石化39%中国化工,6%陕西延长,4%18%中国石油30%中海油,3%中国催化裂化加工能力分布一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势2.原料重劣质化程度高及复杂多变是催化裂化面临的挑战„目前全球剩余的可采石油资源中70%以上为重质资源，油品的S、N、重金属含量日益升高，给后续加工带来了巨大挑战；„我国在原油产量增长乏力的背景下，原油对外依存不断攀高，加工重劣质进口原油成为我们必须面临和解决的难题。世界原油质量变化趋势我国原油对外依存度及进口变化趋势一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势„中国石油催化原料来源复杂，变化频繁，渣油加氢等前处理装置较少（3套），所加工原油包括大庆、新疆、长庆、吐哈、凤城等国内原油以及哈萨克斯坦、俄罗斯、中东、委内瑞拉、苏丹等进口原油，广西石化是首个加工全进口油的炼厂所加工进口原油种类达到20余种炼厂，所加工进口原油种类达到20余种。„与国外和国内中石化相比，公司大部分催化装置原料残炭和重金属含量较高，催化裂化加工难度进步增大催化裂化加工难度进一步增大。项目东北区域西北区域西南区域中石化某炼厂欧美催料亚太催料密度/L091200867309320091360900009239密度，g/mL0.91200.86730.93200.91360.90000.9239残炭，wt%5.844.176.03.150.063.76Ni，ppm5.867.909.05.910.023.69ppV，ppm1.4511.463.84.450.206.68Fe，ppm3.5610.226.03.12-5.51C，wt%86.2385.8887.0686.6086.8086.05H，wt%12.8712.8012.5012.9513.0412.32一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势‡中石油催化装置平衡剂比表面基本维持在110-120m2/g，活性维持在60-70；‡平衡剂Ni含量最高达11000ppm以上，最低也超过2000ppm；‡V含量最高达8000ppm以上东北区域V含量较低但是Ni含量较高；‡V含量最高达8000ppm以上，东北区域V含量较低，但是Ni含量较高；‡Fe含量各炼厂比较平均，基本维持在3000-4000ppm。14000Ni,ppmV,ppmFe,ppm70150SA,m2/gMA,wt%800010000120001400055606570110120130140150200040006000354045507080901001100051015202530600510152025一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势3.提高汽柴油收率仍是催化裂化装置追求的主要目标„据预测，世界炼厂平均轻质油收率将由2010年的68%提高到2030年的71%；„对于欧美及其它发达地区，由于柴油的石油资源利用效率高，温室气体排放减少，柴油的需求量将持续上升，柴汽需求比将由2010年的1.08上升至2030年的1.48；„在我国，随着市场对汽油需求的进一步增长及汽柴油价差进一步拉大，汽油的需求量进步增长柴汽需求比将进步降低预计将由目前的16降至2030年的106进一步增长，柴汽需求比将进一步降低，预计将由目前的1.6降至2030年的1.06。世界轻质油品需求变化趋势我国轻质油品需求量变化趋势一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势„中国石油催化装置的汽油产率平均在43-45wt%，柴油收率平均在20-22wt%左右，轻收平均在65wt%左右；„今年以来，公司各企业增产汽油需求强烈，大部分催化装置都以多产汽油作为第一需求目标。80汽油，wt%柴油，wt%轻收，wt%40600201234567891011121314151617一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势4.增产低碳烯烃、提高催化汽油辛烷值，实现炼油装置联合优化运行是主要发展趋势„对于拥有聚丙烯、MTBE、烷基化、醚化以及汽油加氢脱硫等装置的炼厂来说，通过催化主要发展趋势裂化装置增产丙烯、异丁烯、异戊烯等低碳烯烃以及提高汽油辛烷值是炼厂优化操作运行的关键；„在我国随着汽油质量升级步伐的日益加快炼厂大范围采用汽油加氢脱硫汽油醚化以„在我国，随着汽油质量升级步伐的日益加快，炼厂大范围采用汽油加氢脱硫、汽油醚化以及MTBE等汽油改质技术，实现炼厂整体优化运行的需求更加强烈。汽油标准：国V2017年汽油标准：国ⅣS含量：50ppmS含量：10ppm烯烃含量：24%2010年2014年年汽油标准：国ⅡS含量：500ppm烯烃含量35%汽油标准：国ⅢS含量：150ppm烯烃含量：30%pp烯烃含量：28%2010年2005年烯烃含量：35%我国汽油标准实施情况一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势‡中国石油催化装置的液化气产率在10-30wt%，丙烯产率4-10wt%，催化汽油辛烷值（RON）有所升高，最高可以达到93以上，平均在91.5；‡由于原料和工艺的差别，东北地区催化装置的液化气和丙烯产率较高，分别在20wt%和7%左右但是该地区MIP（MIPCGP）工艺装置的催化汽油辛烷值较低和7wt%左右，但是该地区MIP（MIP-CGP）工艺装置的催化汽油辛烷值较低；‡近年来，随着汽油加氢、醚化等装置的建成投产，催化汽油烯烃含量有所放开，平均在40V%左右MIP（MIPCGP）工艺装置的汽油烯烃维持较低LPG，wt%汽油RON40V%左右，MIP（MIP-CGP）工艺装置的汽油烯烃维持较低。2030929410909200510152088一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势5.降低焦炭产率提高催化装置掺渣比和加工量是炼厂的主要效益增长点对于重油催化裂化装置，大部分都存在烧焦能力受限的问题，因此降低焦炭产率提高掺渣比和加工量是炼厂的主要效益增长点，是催化裂化装置长周期平稳运行的根提高掺渣比和加工量是炼厂的主要效益增长点，是催化裂化装置长周期平稳运行的根本，同时对于降低碳排放及环境污染意义重大。某炼厂催化裂化掺渣率与效益关系催化裂化掺渣率与焦炭产率的关系一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势‡中国石油催化装置的焦炭产率平均在8.0-8.5wt%，最高在11wt%以上，最低的7wt%左右；干气产率平均在3.5wt%以下，最低在2.5wt%左右；‡焦炭产率包括原料焦、催化焦、污染焦和气提焦。对于蜡油催化来说，催化焦所占比例最大；但是对于渣油催化裂化来说，原料焦所占的比例超过了催化焦。15干气，wt%焦炭，wt%油浆，wt%105图催化装置焦炭的贡献比例0一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势6.环保法规日益严格，降低催化裂化烟气NOx和SOx含量的需求迫切催化裂化原料中5-15%S和3-25%的N分别以SOx和NOx形式存在于催化裂化烟气中，据统计，催化裂化SOx排放约占总排放量的6-7%。继我国燃煤锅炉烟气治理取得成效之后，对炼油厂催化裂化再生烟气的治理已经提上日程。沉降器反应产物(约占原料中85-95wt%的S和50-60wt%的N转移到裂化烟气(约占原料中5-15%的硫以SOx存在，3-25%N以NOx存在)催化裂化再生烟气大气污染物排放限值（GB31570-2015）欧美再提升产品中)1SO210050（特别排放限值）20-502O200100特别排放限值200再生器升管空气(O)2NOx200100（特别排放限值）20-503颗粒物5030（特别排放限值）10-30原料中的硫空气(O2)（）一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势欧美国家催化裂化装置在过去10-20年已经大范围应用烟气洗涤、选择性催化还原、选择性非催化还原、NOx和SOx助剂等方式降低NOx和SOx的排放，其中NOx和SOx助剂的应用较为普遍。近两年，中石油催化裂化装置也已经开始通过原料预处理烟气后处理以及添加助剂等方式实现NO和SO的降低理、烟气后处理以及添加助剂等方式实现NOx和SOx的降低。注：数据是基于特许法令规定的85套FCC装置规定技术数据是基于特许法令规定的85套FCC装置所用的技术，其中还有几套装置没有确定用哪项技术。术所用数量量烟气洗涤塔NOx助剂SOx助剂选择性非催化还原选择性催化还原三级分离器静电除尘器LoTOx再生器设计布袋除尘一.国内外及中石油催化裂化发展现状及趋势‡小结随着炼厂汽油加氢脱硫、醚化、烷基化等各类汽油改质装置的完善，催化裂化正在逐步从生产“昀终产品”向“中间产品”过渡（恢复其本来面目），最大限度地将重质油品转化为低碳烯烃汽油柴油降低干气油浆和焦炭等副产物产率是催化裂化追求的最终目标‡装置平稳运行：装置“安、稳、长、满、优”运行是首要的；碳烯烃、汽油、柴油，降低干气、油浆和焦炭等副产物产率是催化裂化追求的最终目标。‡应对重劣质原料加工：进一步增强催化裂化装置的原料适应性，提高掺渣比加工重劣质原料是炼厂的效益增长点；‡提高产品收率的需求：低干气、焦炭和油浆产率，高液化气、汽油和柴油产率的“三高、三低”需求原则；‡调整产品结构的需求：根据装置和市场需求，多产高辛烷值汽油、柴油、低碳烯烃（丙烯异丁烯异戊烯等）产品实现炼厂联合优化运行；烯、异丁烯异戊烯等）产品，实现炼厂联合优化运行；‡满足环保排放的需求：控制和降低催化烟气SOx和NOx的排放，满足环保排放标准。第二部分第二部分催化装置运行影响因素分析催化装置运行影响因素分析二.催化装置运行影响因素分析影响催化裂化装置运行和产品分布的主要因素包括：1.催化原料性质2.操作条件3.催化剂选择装置类型装置类型催化剂催化剂催化裂化催化裂化催化裂化催化裂化原料原料操作条件操作条件原料原料二.催化装置运行影响因素分析催化裂化是在热和催化剂的作用使重质油发生裂化反应转变为裂化气汽油催化裂化是在热和催化剂的作用使重质油发生裂化反应转变为裂化气汽油催化裂化是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程，是对催化原料中C、H元素进行重新分配的过程。催化裂化是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程，是对催化原料中C、H元素进行重新分配的过程。蜡油C/H增加C/H减小渣油重组分（油浆、焦炭）轻组分（LPG、汽油、柴油等）催化原料二.催化装置运行影响因素分析1.催化裂化原料的影响分析原料的质量主要取决于其烃类组成及杂质含量！原料性质对于催化裂化装置的产品收率、产品质量、催化剂选择、优化运行以及故障排除影响巨大，原料表征是监控催化裂化装置操作运行最重要的工作过程之一。原料的质量主要取决于其烃类组