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催化裂解装置RTC工艺专用催化剂应用情况分析

文档作者：赵云怒　徐永隆文档来源：中国石化股份有限公司安庆分公司		更新日期： 2026年05月09日	点击数：
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79
石油化工
引言
虽然经过了数十年的发展，蒸汽裂解工艺仍然存在
投资成本高、装置能耗高、轻质原料短缺和产品结构不
易调节等问题。作为生产低碳烯烃工艺的有益补充，催
化裂解（DCC）工艺采用与常规催化裂化基本相似的流
程，特别提出提升管加密相流化床组合式反应器，加工
重质烃类原料以生产丙烯，兼产乙烯，搭建起了炼油向
化工转型的桥梁。伴随着经济社会的高速发展，我国原
油加工能力逐年增加，与此同时，重质原油所占原料份
额越来越大，因此，原油高值化利用的核心是对渣油的
利用。采用渣油加氢装置可以脱除重质原料中的金属、
硫和氮，并能够提高原料的氢含量，因此，我国越来越
多炼油企业投产了渣油加氢装置，为催化裂化装置提供
原料。由于汽车燃油效率的提升以及电动汽车的市场投
入，运输燃料的需求有所减缓，使得以汽油为目的产物
的催化裂化工艺需要转型生产化工原料。DCC工艺作为
生产丙烯的主要方式之一，在加工劣质重油时存在反应
选择性差的技术瓶颈，因此，需要探索适合加工劣质重
油特别是加氢渣油的生产低碳烯烃的催化裂解工艺。
一、催化剂的应用情况
鉴于DCC工艺无法兼顾低碳烯烃产率与干气和焦炭
选择性的缺点，中石化石油化工科学研究院有限公司
（简称石科院）在DCC工艺基础上开发了以劣质重油为
原料生产丙烯的技术——重油高效催化裂解（RTC）技
术。 该技术采用整体扩径的新型快速流化床反应器，在
大幅增加丙烯产率的同时，使焦炭产率明显降低，显著
提高了反应过程的选择性。2020年11月，重油高效催化
裂解技术（RTC）在中国石化安庆分公司65万吨/年催化
裂解装置上一次开车成功。RTC 技术中反应器的结构和
工艺条件均与现有催化裂解技术有着较大的差别，对催
化剂性能提出了新的要求。需要开发与之相匹配的专用
催化剂，以更加有效地发挥 RTC 技术的优势，进一步提
高重油生产乙烯和丙烯的产率。为了深度匹配新型RTC
技术的工艺特点，中国石化石油化工科学研究院基于
RTC工艺的快速床反应器型式和中间基重油原料特性，
聚焦快速床工艺高效催化裂解增产高价值产品目标，从
基础研究入手，明确反应物分子的扩散与吸附特点，精
细调控分子筛活性组元与基质材料及多功能活性中心的
协同作用，促进不同反应物分子与不同尺度孔道反应
接力，建立催化剂结构设计与反应之间的构效关系，创
新性开发了适用于RTC工艺特点的FMMC系列专用催化
剂，并针对安庆石化的原料油情况和产品需求，开发了
RTC专用催化剂FMMC-1。FMMC-1催化剂通过新型分
子筛的研制提高乙烯、丙烯的选择性和抗重金属污染能
力，协同高活性低生焦基质技术平台和催化剂制备技术
创新，实现高价值产品最大化。新催化剂2021年9月末进
入系统，本报告以2021年7月DMMC-2催化剂标定数据作
为专用催化剂应用的空白标定，以2021年12月10日至11
日的应用数据作为专用催化剂应用的总结标定，可客观
反映RTC专用剂的应用效果。
RTC工艺具有独特的反应器形式，对催化剂的物化
性能提出了更高的要求。具体来说，RTC工艺的原料特
点是环烷烃、环烷芳烃含量高，开环活化能高而裂化反
应选择性低，同时大分子环烷芳烃易脱氢成为芳烃，
增加焦炭产率；RTC工艺的反应器特点是总反应时间缩
短，反应温度均匀无高温区，水蒸气汽提量大。针对
以上RTC工艺的技术特点，FMMC系列专用催化剂采用
新型分子筛技术、基质技术和催化剂成型技术，高度
催化裂解装置RTC工艺专用催化剂应用情况
分析
赵云怒　徐永隆　　中国石化股份有限公司安庆分公司
【摘　要】针对加工劣质重油特别是加氢渣油的生产低碳烯烃的催化裂解工艺-RTC工艺，石科院开发了专用催化
剂FMMC-1，在安庆石化65万吨/年的RTC装置上的工业应用结果表明，该催化剂的流化正常。与原工
业的DCC催化剂相比，FMMC-1专用剂的乙烯、丙烯选择性均明显提高，标定结果表明，乙烯收率增
加了0.74%、丙烯收率增加1.01个百分点，汽油、柴油和油浆的性质保持稳定，可以显著提升装置的经济
效益。
【关键词】RTC工艺；专用催化剂；工业应用；丙烯；乙烯
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2024.19.027
80
石油化工
匹配RTC工艺的技术特点。从专用剂的质量指标看，
FMMC-1催化剂强度更好、粒度分布更集中、并增加了
体现流化性能的球形度和休止角指标。对比相同原料
和反应条件下，DMMC-2与专用剂的催化性能（ACE评
价装置），从产物分布可以看出在545℃反应温度下，
FMMC-1专用剂的汽油收率提高6.19%，丙烯收率提高
0.89%，乙烯收率提高0.03%；在565℃反应温度下，专
用剂的汽油收率提高2.67%，丙烯收率提高1.26%，乙烯
收率提高0.13%。由此可见，FMMC系列专用催化剂对工
艺条件适应性强，重油转化能力强，可同时兼顾汽油和
低碳烯烃收率，在较宽工艺调节范围内实现产物分布的
灵活调节。
二、工业应用与标定
1.催化裂解原料油性质
该装置的原料为加氢蜡油，密度和残炭相对较小，
金属含量也较低。表1是空白标定和总结标定期间催化裂
解混合原料的性质。总结标定与空白标定相比，具有更
低的密度和残炭，馏程分布更为分散，胶质、沥青质含
量略有增加。总体而言，总结标定的原料性质与空白标
定相当，具有可比性。
表1　标定期间催化裂解混合原料的性质
项目 空白标定 总结标定
密度(20 ℃)，kg·m-3 898.75 888.65
残炭，% 0.09 0.05
碳质量分数，% 86.76 86.81
氢质量分数，% 12.41 12.39
金属质量分数，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
馏程，℃
初馏点 150.0 139.7
10% 293.4 299.9
50% 409.8 417.4
终馏点 579.6 586.4
四组分，wt%
饱和烃 56.6 56.7
芳烃 43.4 43.0
胶质+沥青质 0.0 0.3
2.催化剂的理化性质
标定期间的平衡剂性质如表2所示。与空白标定相
比，总结标定期间平衡催化剂重金属含量相当，平衡活
性相近。
表2　标定期间平衡剂的性质
项目 空白标定 总结标定
筛分组成（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
元素质量分数，ppm
Ni 409 146
Fe 5468 4615
V 565 349
物理性质
孔体积，mL/g 0.29 0.29
3.催化剂的流化性质
加入专用剂以后，反应器的一级旋风分离器和二级
旋风分离器入口线速均保持平稳，说明油气中细粉含量
保持稳定。反应器中反应油气也会携带少量的催化剂细
粉进入分馏系统，最终富集在最重的油浆馏分。因此，
通过对油浆细粉含量的分析，可以反映催化剂在反应部
分的跑损现象。油浆中固含量和灰分的含量均保持平
稳，说明在专用剂应用期间，在反应部分没有明显的细
粉跑损现象。
在再生器中催化剂细粉进入旋风分离部分进行气固
分离，如果一级旋风分离器和二级旋风分离器入口线速
明显波动，说明催化剂破碎产生大量的细粉或者细粉大
量跑损。专用剂加入以后，再生器的一级旋风分离器和
二级旋风分离器入口线速均保持稳定，同时再生器的旋
分压降在专用剂加入前后均保持平稳，再生器的旋分入
口的细粉含量没有增加，说明FMMC-1具有较好的机械
强度，不易破碎产生细粉，能够适应RTC工艺对催化剂
物性的特殊要求。
4.主要操作条件
空白标定和总结标定期间，该装置的主要操作条件
如表3所示。空白标定和总结标定的加工量、反应器和再
生器的温度和压力均基本相当，具有可比性。
表3　标定期间主要操作条件
项 目 空白标定 总结标定
新鲜进料量/(t·h-1) 80.6 76.88
掺渣比例，% 4.37 0
回炼油，t/h 4.0 4.0
回炼油浆，t/h 13.8 13.5
回炼比% 22.0 22.8
反应温度/℃ 560 560
再生器密相温度/℃ 695 692
再生器稀相温度/℃ 697 700
81
石油化工
主风量，Nm3/min 1129 1118
主风温度，℃ 189 190
反应压力/MPa 0.098 0.099
再生压力/MPa 0.105 0.105
5.产物分布
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%；吨油利润由22.76元/吨增加到126.16元/吨，按
照该总结标定的进料量76.94t/h计算新增利润为6290.52万
元。RTC专用剂可提高乙烯和丙烯的产率和选择性，增
加了RTC装置中化工品在总产品中的比例，可显著提升
应用企业的经济效益，助力炼油企业向化工转型。
6.主要产品性质
标定时干气组成如表4所示，与空白标定比较，总结
标定时的氢气质量分数下降，而乙烯的质量分数增加，
说明专用剂能提高干气中乙烯的选择性而降低非选择性
脱氢的反应选择性。
表4　标定期间干气组成
项目
质量分数，%
空白标定 总结标定
氢气 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
异丁烷 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
顺丁烯-2 0.07 0.07
正戊烷 0.00 0.13
总五烯 0.00 0.00
总计 100.00 99.99
与空白标定比较，总结标定的丙烯质量分数均增
加，FMMC-1专用剂体现出更高的丙烯选择性。
标定的汽油、柴油、油浆性质如表5、6、7所示，两
次标定的油品的基本性质相当。
表5　标定期间汽油性质
项目 空白标定 总结标定
密度(20℃)/(kg·m-3) 769.2 764.2
总硫含量/wt% - 0.07
馏程/℃
初馏点 36.7 34.9
10% 50.9 49.1
50% 117.8 107.5
90% 179.8 177.6
族组成/v%
饱和烃 34.6 30.8
烯烃 27.2 29.6
芳烃 38.2 39.6
研究法辛烷值 96.0 97.2
表6　标定期间柴油性质
项目 空白标定 总结标定
密度(20℃)/(kg·m-3) 954.8 950.1
总硫含量/wt% - 0.125
闭口闪点/℃ - 75
馏程/℃
初馏点 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　标定期间油浆性质
项目 空白标定 总结标定
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、结论
石科院针对安庆石化的原料油情况和产品需求，深
度匹配新型RTC技术的工艺特点，开发了RTC专用催化
剂。该催化剂的质量指标针对RTC的反应器形式进行设
定，本次试用的专用剂满足各项指标要求。使用期间，
反应器中油浆细粉、再生器烟气中细粉均保持平稳且略
有下降，两器催化剂流化正常，推动力略有增加，平稳
的流化性能保证了反应温度的稳定。与空白标定相比，专
用剂的乙烯、丙烯的收率和选择性均明显提高，汽油、柴
油和油浆的性质保持稳定。专用催化剂在安庆石化催化裂
解装置上的工业试应用结果表明，该催化剂具有良好的流
化性能，能显著提高低碳烯烃的收率和选择性。
参考文献：
[ 1]万涛，周翔，朱根权，等.多级孔择形分子筛催
化裂解催化剂的工业应用[J].石油炼制与化工，
2023,54(12):55-60.
[2]陈政宇.重油催化裂化/裂解过程分子级过程模型开发
[D].中国石油大学(北京)，2023.
[3]张春龙.石油烃类催化裂解制低碳烯烃工艺条件及技
术分析[J].石化技术，2023,30(07):31-33.

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