Katalytische Spaltung von Vakuumgasöl unter Verwendung von seltenerdenreduzierten Katalysatoren

Abstract

In einer vollkontinuierlichen FCC-Anlage im Technikumsmaßstab wurde der Einsatzstoff Vakuumgasöl (VGO) unter Verwendung verschiedener Katalysatoren verarbeitet. Es wurden drei equilibrierte ("gesteamte") Katalysatoren der Firma Grace Davison getestet. Ein Referenzkatalysator ("Kat-BASE") mit normalem Seltenerdenanteil, und zwei verschiedene seltenerdenreduzierte Katalysatoren ("Kat-REF1" und "Kat-REF2"), deren genaue Zusammensetzung unbekannt war. Zum Zwecke der Vergleichbarkeit der Versuche wurden diese für alle Katalysatoren bei gleichen Betriebszuständen durchgeführt, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Standardbetriebspunkt der FCC-Anlage der Raffinerie Schwechat (OMV AG) lag (mittlere Risertemperatur 550°C). Um das Bild zu vervollständigen wurden aber auch Versuche mit Temperaturvariation im Riser durchgeführt.<br />Die Katalysatoren selbst wurden umfangreichen mechanischen Analysen unterzogen. Die aus den Versuchen erhaltenen Produkte wurden eingehend chemisch analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass die getesteten seltenerdenreduzierten Katalysatoren dem Standardkatalysator in keinem Bereich nachstehen, sowohl die Gesamtkonversion, wie auch das Verhalten im Betrieb und die Produktzusammensetzung befinden sich in einem ähnlichen Bereich. Kat-REF1 zeigte dabei eine etwas niedrigere Gesamtkonversion, bei höherer Olefinausbeute, während Kat-REF2 nahezu die gleichen Ergebnisse wie Kat-BASE lieferte. Trotz des Umstands, dass der genaue Aufbau der Katalysatoren als Betriebsgeheimnis von Grace Davison nicht bekannt war, ließen die Ergebnisse darauf schließen, dass Kat-REF1 für die Olefinproduktion optimiert war.<br />

Using Vacuum Gas Oil (VGO) as feed for a continuous FCC pilot plant, several catalysts were tested for their feasability as well as their performance. In all, three catalysts were used, one reference catalyst with standard rare earth content ("Kat-BASE") and two different rare earth reduced catalysts of unknown composition ("Kat-REF1" and "Kat-REF2"). All catalysts were equilibrated (steamed) and provided by the company Grace Davison. For reasons of adequate comparability, the tests were conducted at similar operating points for all catalysts, with primary focus on the standard operating point of the FCC plant of the refinery Schwechat (Austria, OMV AG), at a mean riser temperature of 550°C. Other tests, however, involved the variation of the mean riser temperature as well, thus allowing for a more detailed picture.<br />The catalysts themselves were analyzed in great detail to determine their mechanical properties. The products also received extensive analytical attention. The compiled results of the REFree catalysts show a good comparability to the reference catalyst. No overly significant differences were observed regarding workability and performance.<br />Kat-REF1, however, showed a slight difference - it produced a measurably higher quantity of olefin compounds, while showing a smaller overall conversion rate. Kat-REF2 provided almost the same results as Kat-BASE.<br />Despite the fact that the exact composition of the REFree catalysts was unknown (as a matter of company secrecy), the test results allowed for the conclusion, that Kat-REF1 was optimized for olefin production.