NKC-7(非临氢降凝催化剂)
NKC-7(Non-hydrodewaxing) Catalyst
NKC-7(非临氢脱蜡降凝催化剂)是通过催化反应把油中的高凝点蜡质烃,尤其是长链正构烷烃,转化为低凝点组分,从而降低凝点、倾点或冷滤点。它的核心是“分子筛 + 适度酸性 + 择形裂化”。 它能在无氢条件下显著降低柴油或基础油馏分的凝点,但代价是更容易发生裂化损失、积炭失活和产品安定性问题;因此它适合“缺氢、目标主要是降凝、原料可控”的场景,不应把它当成加氢精制或加氢异构脱蜡的完全替代品。
一、基本概念
非临氢脱蜡降凝,就是在不外加氢气、不设置氢气循环系统的条件下,用固体酸催化剂对柴油、加氢尾油、润滑油基础油馏分、蜡油或塑料裂解油等含蜡馏分进行选择性转化。而临氢降凝通常除ZSM-5等酸性分子筛外,还含NiO等加氢/脱氢组分并需在氢气氛中运行;非临氢降凝催化剂则不设置这类镍组元,装置也不需要新鲜氢和氢循环设备。 它的本质通常是择形催化裂化脱蜡:优先让容易造成低温结晶的正构烷烃或轻度支链烷烃进入分子筛孔道,在酸中心上裂化为较低碳数烃类;异构烷烃、环烷烃、芳烃等体积较大的分子较难进入孔道,反应程度较低。ZSM-5用于这类反应的原因正在于其中孔分子筛结构和酸性中心的组合。
二、催化剂的典型组成
非临氢脱蜡降凝催化剂是以NKF-5(ZSM-5)分子筛为活性主体。ZSM-5属于MFI结构,国际沸石协会数据库列出的ZSM-5孔道为交叉的10元环三维孔道,典型孔口约为5.1×5.5 Å和5.3×5.6 Å,这个孔径范围对正构烷烃的进入和扩散较有利,也能限制大体积分子的深度裂化。 同时添加一些改性组分,如稀土、碱土、Fe、Co等 调节酸性、抗氮能力、抗积炭能力或选择性;如果ZSM-5与其他沸石分子筛复配,可以改善孔结构、扩散性能和重质馏分转化能力。
三、反应机理,四个连续反应过程;
(一)蜡质分子的选择性进入。油品中高凝点组分主要是长链正构烷烃和部分低支化异构烷烃。它们分子形状细长,较容易进入ZSM-5类中孔孔道;多环芳烃、环烷烃、重支化异构烃进入受限,因此转化程度较低。ZSM-5的酸性和特殊孔结构作为“只允许较小直链烷烃或带甲基侧链异构烷烃进入微孔”的基础。
(二)酸中心上形成碳正离子或类似活性中间体。在临氢降凝中,金属位可先把烷烃脱氢成烯烃,烯烃更容易生成碳正离子,所以反应温度可较低;非临氢体系缺少这种加氢/脱氢辅助功能,因此更依赖酸中心强度、孔结构和较高温度来启动裂化。
(三)β-裂解和少量异构化/氢转移副反应。长链正构烷烃在酸中心上发生断链,生成较短的烷烃、烯烃和轻质馏分。由于碳链缩短,分子的熔点和结晶能力下降,油品凝点降低。但如果酸性过强或温度过高,会过度裂化,产生较多气体、汽油组分和焦炭,柴油或基础油收率下降。
(四)积炭与再生。非临氢条件下没有氢气抑制缩合积炭,催化剂更容易因焦炭覆盖酸中心、堵塞孔道而失活。固定床催化剂需要周期性再生或切换再生;流化床/提升管路线则可连续反应—再生。
四、常见工艺形态
(一)固定床非临氢降凝适合中小规模、原料较稳定、胶质和碱性氮较低的柴油、尾油或基础油馏分。非临氢降凝催化剂用于直馏柴油时,在310 ℃、空速1.0 h⁻¹条件下,柴油收率为94.61%,凝点由22 ℃降至-20 ℃,降幅42 ℃。用于加氢裂化尾油时,适宜条件为400 ℃、空速1.2 h⁻¹,基础油收率92.53%,凝点为-20 ℃,降幅约53 ℃。
(二)流化床非临氢降凝更接近催化裂化,适合需要连续再生或原料含氮、胶质压力较大的场景。处理高蜡、高碱性氮馏分油;反应范围为250–550 ℃、常压至1000 kPa、重时空速1–50 h⁻¹、剂油比1–15,并通过再生器烧除积炭和吸附的碱性氮。
五、关键性能指标,评价非临氢降凝催化剂不能只看“凝点降了多少”,至少要同时看以下指标:
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指标 |
意义 |
风险点 |
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凝点、倾点、冷滤点降幅 |
直接体现降凝效果 |
降幅大不代表经济性好 |
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柴油/基础油液收 |
判断是否过度裂化 |
温度或酸性过高会牺牲收率 |
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气体、汽油副产率 |
反映裂化深度 |
副产过多说明选择性差 |
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正构烷烃含量变化 |
体现脱蜡实质 |
需要GC或GC-MS确认 |
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十六烷值、芳烃、烯烃 |
影响柴油质量 |
非临氢不能饱和芳烃,可能影响安定性 |
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硫、氮、胶质、残炭 |
决定催化剂寿命 |
碱性氮会中和酸中心 |
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积炭速率、再生恢复率 |
决定工业周期 |
非临氢体系尤其关键 |
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机械强度/磨耗率 |
对固定床压降或流化床损耗重要 |
成型剂和孔结构需平衡 |
六、优点
(一)非临氢降凝最大的优点是不依赖氢气,因此对缺氢炼厂、小型装置或不方便建设高压临氢系统的场景有吸引力。与临氢降凝或加氢异构降凝相比,它通常设备压力较低、流程较简单、投资和氢耗较低。
(二)降凝效果很明显。几十摄氏度量级的凝点或冷滤点下降,
七、局限和风险
(一)非临氢降凝主要靠裂化脱蜡,而不是异构化保留分子量。因此当目标是高收率、高黏度指数的高端润滑油基础油时,非临氢裂化降凝往往不如临氢异构脱蜡温和;后者把正构烷烃更多转化为低凝点异构烷烃,而不是直接裂成轻组分。
(二)非临氢降凝不能替代加氢精制。非临氢脱蜡不能有效完成深度脱硫、脱氮、芳烃饱和和烯烃饱和。如果原料硫氮高、芳烃重、胶质多,单靠非临氢降凝即便能降低凝点,也可能带来颜色、安定性、气味、十六烷值或排放方面的问题。
(三)催化剂对酸性窗口很敏感。酸性太弱,蜡质烃转化不足;酸性太强,过度裂化、干气和汽油增加,液收下降,积炭加快。因此催化剂设计通常要在孔径、酸量、酸强度、扩散路径和抗积炭之间折中。
(四)原料碱性氮是硬约束。碱性氮化物会优先占据酸中心,降低降凝活性;存在对原料碱性氮和胶质含量有限制的问题;使用流化床工艺(含稀土的高硅沸石),可以在降凝同时吸附或处理碱性氮并通过连续再生恢复活性。
八、适用原料与选型建议
(一)较适合的原料包括:含蜡直馏柴油、部分加氢裂化尾油、常三线馏分、某些基础油馏分、蜡含量较高但胶质和金属污染不重的馏分油,以及经过预处理的塑料裂解油。
(二)不太适合直接处理的原料包括:高胶质、高残炭、高金属、高碱性氮、重芳烃含量很高的劣质馏分。如果必须处理这类原料,通常要考虑预加氢、吸附脱氮、溶剂精制、保护床,或采用带连续再生能力的流化床体系。
九、与临氢降凝/异构脱蜡的对比
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项目 |
非临氢脱蜡降凝 |
临氢降凝/异构脱蜡 |
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氢气 |
不外加氢气 |
需要氢气 |
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主反应 |
择形裂化为主 |
加氢异构化、加氢裂化或选择性裂化 |
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催化剂功能 |
固体酸/分子筛为主 |
金属加氢功能 + 酸功能 |
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设备复杂度 |
较低 |
较高 |
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降凝效果 |
可明显降低凝点 |
可明显降低凝点 |
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液收 |
容易因裂化而下降 |
异构化路线液收通常更有优势 |
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产品安定性 |
可能受烯烃、芳烃、胶质影响 |
通常更好 |
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硫氮处理 |
能力有限 |
可与加氢精制协同 |
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适用场景 |
缺氢、低压、降凝为主 |
高品质柴油/润滑油基础油 |
十、典型反应,默认催化剂主体是 ZSM-5,反应机理以择形裂化蜡质正构烷烃为主。常见操作窗口(不是所有催化剂都能直接套用)。
(一)固定床非临氢降凝的反应条件,固定床是最常见的非临氢降凝形式,适用于直馏柴油、常三线/常四线馏分、减一线、蜡油轻馏分、部分加氢尾油或润滑油基础油馏分。常三线馏分非临氢降凝的典型工艺条件为:反应温度290–440 ℃,反应压力不大于0.2 MPa,质量空速0.15–0.79h⁻¹。
1. 典型操作窗口
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项目 |
常见范围 |
较常用/建议范围 |
说明 |
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反应温度 |
290–440 ℃ |
330–420 ℃ |
温度是最主要调节手段,升温会增强降凝,但液收下降、 气体增加、积炭加快 |
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反应压力 |
常压至0.3 MPa左右 |
常压或低压 |
公开工艺资料给出的典型压力多不大于0.2 MPa; 压力升高虽可降低气体产率,但会加快积炭、缩短周期 |
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质量空速/WHSV |
0.15–1.0 h⁻¹ |
0.5–1.0 h⁻¹ |
空速高,蜡转化不足;空速低,降凝深但裂化损失增加 |
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原料馏程 |
约250–550 ℃ |
柴油/蜡油馏分按目标切割 |
原料越重、蜡含量越高,所需温度通常越高 |
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进料状态 |
气液混合或汽化接触 |
充分预热、避免局部冷凝 |
固定床局部冷凝会造成液泛、压降升高和结焦 |
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正常反应介质 |
原料油本身及裂化气 |
不通空气、不通氧 |
“非临氢”不是“有空气反应”,氧气只用于再生阶段 |
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终点温度 |
约430–440 ℃ |
达到后通常考虑再生 |
当升到终点温度仍达不到凝点指标,说明催化剂活性不足或中毒严重 |
2. 温度控制,非临氢降凝不是一次把温度拉到最高,而是低温开车、逐步提温补偿失活。常用逻辑是:升高温度会增加蜡转化率、降低柴油凝点,但同时柴油收率下降;长期运行中,催化剂积炭增加后需要逐步提高反应温度来维持产品凝点。
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阶段 |
床层温度 |
操作目的 |
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新剂或再生剂初期 |
300–340 ℃ |
先建立降凝活性,避免初期过裂化 |
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稳定运行期 |
340–390 ℃ |
根据产品凝点、液收、气体产率微调 |
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活性衰退期 |
390–430 ℃ |
通过提温弥补积炭导致的活性下降 |
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周期末期 |
430–440 ℃ |
若产品凝点仍不合格,准备再生或换剂 |
3. 压力条件,非临氢降凝通常不追求高压。固定床多在常压或低压下运行,工程上保留一定背压主要是为了维持流动、计量和分离稳定。压力升高的影响通常是:非临氢降凝宜在常压下进行,压力升高会使积炭加快、反应周期缩短。
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压力升高的影响 |
结果 |
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裂化气体减少 |
表面看液收可能改善 |
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汽油收率增加 |
柴油段收率未必提高 |
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烯烃减少、氢转移增强 |
可能增加芳构化和缩合 |
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积炭速率加快 |
周期缩短 |
4. 空速条件,固定床常用质量空速为 0.5–1.0 h⁻¹。若目标是深度降凝,可降到0.3–0.5 h⁻¹;若催化剂活性较高、原料较轻,可提高到1.0 h⁻¹左右。空速的影响可以这样理解:
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空速 |
降凝效果 |
液收 |
积炭风险 |
适用情况 |
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0.15–0.3 h⁻¹ |
很深 |
偏低 |
较高 |
深度降凝、老式工艺、重蜡原料 |
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0.5–0.8 h⁻¹ |
较稳定 |
较平衡 |
中等 |
常规柴油/蜡油降凝 |
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0.8–1.2 h⁻¹ |
较浅 |
较高 |
相对低 |
轻质原料、目标凝点不太苛刻 |
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>1.5 h⁻¹ |
可能不足 |
高 |
低到中 |
只适合高活性催化剂或预处理原料 |
(二)两段固定床非临氢降凝条件
1. 如果工艺采用两段加热炉 + 两段反应器 + 中间气液分离。目的是:第一段先进行部分裂化降凝,分出轻组分后,第二段继续处理较重液相,提高液收和操作弹性;
2. 优点是分离轻组分、减轻二段负荷;
3. 缺点是系统比单段固定床复杂,且压力较高时要特别关注积炭和安定性。
(三)提升管/流化床非临氢降凝条件,提升管或流化床更接近催化裂化工艺,适合连续反应、再生,特别适合碱性氮、胶质或蜡含量较高、固定床周期太短的原料。预热原料在提升管或流化床中与微球状固体酸催化剂接触,反应后的催化剂经汽提后进入再生器,用空气烧掉积炭和吸附的碱性氮,再返回反应器循环使用。 操作范围:
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项目 |
范围 |
优选范围 |
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反应温度 |
250–550 ℃ |
350–420 ℃ |
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反应压力 |
常压至1000 kPa |
常压至500 kPa |
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重时空速 |
1–50 h⁻¹ |
1–20 h⁻¹ |
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剂油比 |
1–15 |
2–10 |
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雾化水 |
原料油的1–5 wt% |
视雾化效果调整 |
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原料馏程 |
210–450 ℃ |
柴油、VGO、FCC柴油等 |
(四)流化床与固定床的主要差别
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项目 |
固定床 |
提升管/流化床 |
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催化剂形态 |
条形、柱形、球形 |
微球状 |
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再生方式 |
周期性停工或切换再生 |
连续再生 |
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原料适应性 |
对氮、胶质更敏感 |
抗污染能力较强 |
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操作复杂度 |
较低 |
较高 |
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热量管理 |
靠加热炉和床层温度 |
靠热再生催化剂循环 |
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适合场景 |
原料稳定、中小规模 |
高蜡、高氮、需连续运行 |
(五)原料条件与预处理要求,非临氢降凝对原料并非没有要求。固定床尤其怕三类物质:碱性氮、胶质/沥青质、金属污染物。非临氢降凝催化剂的主要失活原因包括积炭和原料杂质中毒,其中积炭以及有机硫、氮化合物中毒可导致暂时失活,而重金属中毒更接近永久失活。
1. 推荐原料
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原料 |
适用性 |
说明 |
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直馏柴油 |
较适合 |
蜡含量高、芳烃相对低时效果较好 |
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常三线/常四线馏分 |
适合 |
典型非临氢降凝原料 |
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减一线馏分 |
适合但需控制重组分 |
过重会加速积炭 |
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加氢裂化尾油 |
可用 |
通常硫氮较低,降凝效果好 |
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蜡油轻馏分 |
可用 |
需要较强催化剂和更严格再生 |
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FCC柴油 |
有条件适用 |
芳烃、氮、胶质较高时固定床周期短 |
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塑料裂解油/聚烯烃蜡 |
可研究使用 |
烯烃多,容易反应,也容易结焦 |
2. 不宜直接进固定床的原料
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原料问题 |
后果 |
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碱性氮高 |
中和酸中心,降凝活性下降 |
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胶质、残炭高 |
快速积炭,压降升高 |
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金属污染物高 |
造成不可逆中毒 |
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水分或机械杂质高 |
影响床层分布、造成压降 |
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重芳烃高 |
易缩合结焦,产品安定性差 |
(六)固定床开工与正常运行步骤
1. 催化剂装填前要筛去粉末,催化剂不能受潮,不能与强酸、强碱接触。固定床一般按以下顺序:
a. 检查反应器内件、出口集合管、分布器、热电偶套管和卸剂口。b. 底部装惰性瓷球或支撑剂。c. 催化剂装填前筛除细粉,避免初期压降高。d. 装填时避免局部堆高、架桥和破碎。e. 顶部再装惰性瓷球或压床层。f. 封闭后保持干燥,防止催化剂吸水。
2. 新鲜催化剂通常需要干燥脱水,因为分子筛和氧化铝粘结剂吸水后会影响初期活性和床层温度分布。典型干燥条件:
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项目 |
条件 |
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介质 |
空气或氮气,视催化剂说明书 |
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压力 |
0–0.1 MPa |
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温度 |
300–360 ℃ |
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升温速率 |
15–30 ℃/h |
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恒温干燥时间 |
6–8 h |
3. 投油开车,常见投用步骤:
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步骤 |
操作 |
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置换 |
用氮气或蒸汽置换系统,确认无氧或无可燃混合风险 |
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升温 |
床层升至260 ℃左右可通热蒸汽 |
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投油 |
床层达到约300 ℃后开始少量进油 |
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提负荷 |
逐步提高进料量至目标空速 |
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调温 |
以产品凝点为依据调节床层温度 |
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稳定 |
建立气液分离、分馏和产品采样制度 |
4. 正常运行控制中应遵循原则:产品凝点合格时尽量用较低反应温度运行。运行中重点看六个指标:
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指标 |
控制意义 |
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产品凝点/倾点/冷滤点 |
判断降凝深度 |
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柴油或基础油收率 |
判断是否过裂化 |
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干气、液化气、汽油产率 |
判断裂化深度 |
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床层温差 |
判断局部结焦或反应不均 |
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反应器压降 |
判断粉化、结焦、液泛 |
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原料氮、硫、胶质、残炭 |
判断周期风险 |
(七)固定床停工与临时停运
1. 短期停运,短期停运不建议让高温床层里残留重油。一般步骤为:
(1)停止进料。(2)用氮气或0.4–0.6 MPa蒸汽吹扫8–12 h,置换油气。(3)维持一定温度,把床层内轻烃和重油尽量带出。(4)降温或保温待开。(5)重新开车前再次确认系统无氧、无冷凝堵塞。
2. 周期末停工,当出现以下情况,通常应准备再生:
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现象 |
判断 |
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反应温度已升至430–440 ℃,产品凝点仍不合格 |
活性不足 |
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压降持续升高 |
积炭、粉化、床层堵塞 |
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气体产率异常升高 |
强酸位或局部热点导致过裂化 |
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液收下降明显 |
反应过深或催化剂选择性变差 |
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再提温效果很小 |
积炭趋于饱和或孔道堵塞 |
反应温度达到440 ℃且产品凝点不符合要求时,催化剂需要再生处理。
(八)固定床再生工艺
非临氢降凝催化剂失活主要来自积炭,所以再生核心是受控烧焦。再生必须非常谨慎:高温催化剂床层中如果残留油气而直接进空气,有爆燃和床层超温风险。
1. 再生总流程,固定床器内再生通常按以下顺序:
停油 → 排油/吹扫 → 脱烃 → 升温 → 低氧初燃 → 主燃烧焦 → 燃尽 → 冷却 → 置换 → 重新投油
2. 再生触发条件
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触发条件 |
说明 |
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终点温度仍不能达标 |
最常见 |
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压降过高 |
可能需要先判断是否粉化或堵塞 |
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催化剂积炭量高 |
可通过TGA或烧焦尾气判断 |
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产品质量恶化 |
凝点、颜色、安定性、气体产率异常 |
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运行周期到期 |
按计划预防性再生 |
3. 再生前处理,再生前必须先把床层中的油气清干净。
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步骤 |
目的 |
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停止进油 |
切断可燃物来源 |
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排净系统存油 |
避免液态油在再生时燃烧失控 |
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氮气或蒸汽吹扫 |
脱除残余烃 |
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尾气送火炬或安全处理系统 |
防止可燃气外排 |
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分析尾气烃含量 |
确认可以进入氧化烧焦阶段 |
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多点测温确认 |
防止局部热点未被发现 |
4. 再生温度与介质:同步通入水蒸汽和空气,温度最高不能超过600 ℃,否则会烧坏催化剂内部结构。
5. 再生完成判据,同时满足:
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判据 |
意义 |
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床层上、中、下温度趋于一致 |
烧焦前沿已通过床层 |
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增加空气量后无明显放热 |
可燃积炭基本耗尽 |
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尾气CO下降、CO₂趋稳 |
烧焦接近结束 |
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尾气O₂穿透稳定 |
氧不再被大量消耗 |
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反应器压降恢复或不再升高 |
堵塞风险降低 |
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小样评价活性恢复 |
最可靠的确认方式 |
6. 再生后的重新投用,再生后不要马上进油。一般应:
(1)降温至安全投油温度。(2)用氮气或蒸汽置换空气。(3)确认系统氧含量满足安全要求。(4)必要时重新干燥床层。(5)逐步升温至300 ℃左右。f. 小流量投油。(6)根据产品凝点逐步提高负荷。
对于普通酸性分子筛的非临氢降凝催化剂,通常不需要像加氢催化剂那样硫化;但如果催化剂含Zn、Fe、Co等改性金属,再生温度、蒸汽分压和空气量需要更谨慎,因为高温水蒸汽可能造成金属迁移、分子筛脱铝或酸性变化。
(九)提升管/流化床连续再生工艺,流化床或提升管装置的再生不是“停工烧焦”,而是反应器和再生器连续循环。
1. 连续反应、再生流程:
原料预热 → 喷入提升管/流化床 → 与热再生催化剂接触反应→ 旋风分离 → 产物去分馏→ 待生催化剂汽提 → 再生器空气烧焦→ 热再生催化剂返回反应器
(2)各单元作用
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单元 |
作用 |
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原料喷嘴 |
雾化原料,提高与热催化剂接触效率 |
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提升管/流化床 |
完成蜡质烃择形裂化 |
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旋风分离器 |
分离油气和催化剂 |
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汽提段 |
用水蒸汽脱除待生催化剂夹带烃 |
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再生器 |
用空气烧掉焦炭和吸附的碱性氮 |
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催化剂循环系统 |
调节剂油比和热量平衡 |
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分馏/吸收稳定系统 |
分离干气、液化气、汽油、柴油、重油 |
反应产物与待生催化剂经旋风分离后,产物进入分馏和吸收稳定系统;待生催化剂进入汽提段,经水蒸汽汽提后进入再生器,与空气接触烧掉积炭和吸附的碱性氮,再返回反应器循环使用。
3. 连续再生控制重点
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控制点 |
目的 |
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再生器温度 |
保证烧焦,又避免分子筛水热失活 |
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主风量/O₂ |
控制烧焦速率 |
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CO/CO₂ |
判断燃烧完全程度 |
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待生剂焦炭含量 |
反映反应苛刻度 |
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再生剂残炭 |
反映再生深度 |
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催化剂循环量 |
控制反应热量和剂油比 |
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汽提蒸汽量 |
减少烃带入再生器,防止二次燃烧 |
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催化剂磨损率 |
影响补剂成本和细粉排放 |
(十)再生中的主要风险
1. 空气与残油接触风险:再生前若烃类没有吹扫干净,进入空气后可能出现剧烈燃烧或爆燃。固定床尤其危险,因为床层导热差,局部热点不容易及时移走。
2. 床层飞温:积炭烧除是强放热过程。若氧浓度提升太快,可能导致以下后果:
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后果 |
影响 |
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分子筛脱铝 |
酸性永久改变 |
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孔结构坍塌 |
活性和选择性下降 |
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粘结剂烧结 |
强度下降 |
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金属助剂迁移 |
Zn、Fe、Co等改性效果改变 |
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床层结块 |
压降升高,严重时需卸剂 |
3. 水热失活,再生中常用蒸汽稀释和控温,但高温蒸汽也会造成分子筛水热脱铝。因此蒸汽不是越多越好,要在控温和保护分子筛之间折中。
4. 再生不能解决所有失活,积炭可以烧掉,部分有机氮、硫污染可以缓解;但金属污染、严重烧结、孔道坍塌、催化剂粉化通常不可逆。若再生后活性恢复幅度越来越低,应考虑换剂或调整原料预处理。
(十一)不同目标产品下的条件选择
1. 低凝柴油
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操作倾向 |
建议 |
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温度 |
330–400 ℃优先,尽量不要一开始就高温 |
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空速 |
0.5–1.0 h⁻¹ |
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压力 |
常压或低压 |
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控制重点 |
凝点、柴油收率、十六烷值、烯烃/芳烃、安定性 |
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风险 |
过裂化导致柴油收率下降、气体/汽油增加 |
2. 润滑油基础油馏分
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操作倾向 |
建议 |
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温度 |
偏低温、温和裂化 |
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空速 |
0.5–1.0 h⁻¹,视黏度和凝点调节 |
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控制重点 |
凝点、黏度指数、基础油收率、蒸发损失 |
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风险 |
非临氢裂化会损失分子量,深度降凝可能牺牲黏度和收率 |
3. 高蜡重馏分或蜡油
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操作倾向 |
建议 |
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温度 |
360–430 ℃ |
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空速 |
0.3–0.8 h⁻¹ |
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工艺 |
固定床需重视周期;高污染原料可考虑流化床 |
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控制重点 |
积炭、压降、再生周期 |
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风险 |
快速失活、再生频繁 |
4. 塑料裂解油/聚烯烃蜡
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操作倾向 |
建议 |
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温度 |
300–420 ℃,视烯烃含量调整 |
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空速 |
0.5–2.0 h⁻¹可筛选 |
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催化剂 |
ZSM-5、改性ZSM-5、复合分子筛 |
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控制重点 |
烯烃聚合结焦、芳构化、汽油/柴油分布 |
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风险 |
烯烃高时易积炭,Zn等金属助剂可能促进芳构化 |
(十二)简化版工艺条件推荐
1. 固定床小试起始条件
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参数 |
建议起点 |
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反应温度 |
340 ℃ |
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压力 |
常压或0.1–0.3 MPa背压 |
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WHSV |
1.0 h⁻¹ |
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载气 |
氮气少量或无载气,视装置而定 |
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采样时间 |
稳定2–4 h后取样 |
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温度梯度 |
340、360、380、400、420 ℃ |
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评价指标 |
凝点/冷滤点、液收、气体、汽油、柴油、积炭 |
2. 固定床工业运行参考
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参数 |
建议范围 |
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初期温度 |
300–340 ℃ |
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正常温度 |
340–400 ℃ |
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周期末温度 |
420–440 ℃ |
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WHSV |
0.5–1.0 h⁻¹ |
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压力 |
常压至0.3 MPa |
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停工吹扫 |
蒸汽或氮气8–12 h |
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再生温度 |
450–530 ℃优先 |
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再生时间 |
4–6天常见,依积炭量而定 |
(十三)简单总结
非临氢降凝催化剂的使用条件可以概括为:
1.固定床:通常在 300–430 ℃、常压或低压、0.5–1.0 h⁻¹ 下运行;温度随催化剂失活逐步提高,达到约440 ℃仍不能满足凝点指标时再生。
2. 提升管/流化床:通常在 350–420 ℃优选区间、常压至中低压、剂油比2–10、WHSV 1–20 h⁻¹ 下运行,靠连续空气再生维持催化剂活性。
3. 再生:核心是先脱烃,后低氧烧焦,再主燃燃尽,最后置换投油。固定床再生常用 蒸汽+空气,温度一般控制在 450–560 ℃,更稳妥的烧焦主区多在 490–530 ℃;要避免氧气过快进入、床层飞温和高温水热失活。
十一、NKC-7(非临氢降凝催化剂)催化剂在市场上有着很好的声誉,是南化利用自己开发的分子筛为母体研制的催化剂,NKF-5分子筛是获得国家发明二等奖的专利产品,获得国家十佳专利称号。NKC-7(非临氢降凝催化剂)用于重质柴油催化脱蜡,降低凝固点,生产低凝柴油,高辛烷值汽油和液化气;用于加氢尾油降凝生产润滑油基础油和其它重质油降凝生产基础油;用于废塑料催化裂解生产汽柴油。该催化剂在抗水蒸气上有明显的优势,反应过程具有操作压力低,稳定性好,产品质量较好等优点,用户反应良好。
(一)NKC-7催化剂有以下优点:
1. 低凝点油或基础油的凝点比较低,可以降到-35℃以下;
2. 汽油辛烷值较高,可达75~93;产品收率高;
3. 再生时间短,使用寿命长,单程寿命大于1000小时。在采用符合规定原料油质量指标下,催化剂可使用一年以上,半年左右再生一次;
4. 可以根据用户对产品的要求,调整催化剂生产工艺,控制柴油、汽油、液化气比例,满足不同用户要求。
(二)工艺流程示意图

十二、NKC-7非临氢降凝催化剂质量标准
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颜色 (Colour) |
白色 (White) |
目测 |
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外观 (Shape) |
圆柱 (Cylinder) |
目测 |
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直径 (Diameter) mm |
1.8~2.2 |
卡尺测量20粒 |
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长度 (Length) mm |
≤15 |
卡尺测量20粒 |
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孔容 (Pore Volume) ml/g |
≥0.17 |
低温氮吸附 |
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比表面积 (Surface Area, BET) m2/g |
≥320 |
低温氮吸附 |
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侧压强度 (Strength) N/cm |
≥110 |
强度仪 |
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堆密度 (Density) g/cm3 |
0.5~0.6 |
量筒 |
运输:非危险品,但运输过程中要避免潮湿,保持干燥、密封。
Transportation:Non-dangerous goods, in transportation process avoid wet. Keep dry and airproof.
储存方法:在干燥、透风处贮存,不得露天存放。
Storage Method:Deposit in dry place and vent, not in the open air.
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