国内外催化裂化催化剂技术的新进展

国内外催化裂化催化剂技术的新进展 一、催化裂化催化剂发展 21世纪以来，随着人们生活水平的不断发展，在大量使用石油 产品的同时，其环保意识也在不断地增强，环保立法也不断完善，继 而推动了清洁燃料的生产。随着对轻质油品特别是对汽油需求量的增 加，催化裂化无论是加工能力、装置规模，还是工艺技术均以较高的 速度发展起来，其中催化裂化催化剂在催化裂化中的使用决定了催化 裂化装置的生产水平。 催化剂是一种能影响化学反应速度，但其本身并不因化学反应 的结果而消耗，也不会改变反应的最终热力学平衡位置的物质。在工 业催化裂化装置中，催化剂不仅对处理能力、产品分布和产品质量起 着主要影响，而且对生产成本也有着重要影响。催化剂的发展可以促 进催化裂化工艺技术的发展，如分子筛催化剂的出现促进了催化裂化 工艺的重大变革，提升管催化裂化工艺就是在这种情况下开发成功 的。 最早的催化剂取自天然白土如高岭土等o全合成硅酸铝催化剂由 硅酸钠、硅酸铝、氢氧化镁等原料组成，由于无晶体结构，因此也称 为无定形硅酸铝催化剂。较早使用的催化剂中Al 2 03含量为10〜13, 称为低铝硅酸铝催化剂。后期又出现了 Al 203含量为24〜26的高铝 硅酸铝催化剂，以满足市场要求。半合成硅酸铝催化剂结合了全合成 硅酸铝催化剂和天然白土催化剂的优点，其中的合成硅酸铝成分，改 进了催化剂的化学选择性，天然成分改善了催化剂的不稳定性，提高 了催化剂的抗老化和抗失活能力，同时还降低了生产成本。分子筛裂 化催化剂的出现，带来了催化裂化的一次飞跃，这种结晶硅酸铝，比 无定型硅酸铝有高的多的活性、更好的选择性，因此逐步取代了无定 形硅酸铝催化剂。目前使用的分子筛主要是Y型分子筛，其中又分 为REY、REHY、HY、USY等类型，早期的分子筛催化剂分子筛含 量约8〜10，随着催化剂工艺的发展，催化剂中的分子筛含量逐步 上升。 二、国内外催化裂化技术的新进展 1、国内催化剂技术进展 随着我国炼油工业的发展，对催化裂化催化剂的要求也不短变 化。本文介绍一下能进一步提高重油的裂化能力，满足催化裂化原料 重质的需求的重油催化剂。由于我国催化裂化装置重油掺炼水平较 高，进而促进了重油催化裂化催化剂的发展。我国重油催化剂的主要 突出表现在很强的重油裂化能力、良好的抗重金属污染能力、较低 的干气和焦化产率以及较低的催化剂单耗。 催化裂化催化剂性能必须满足催化裂化的不同要求，如原料、装 置工艺、产物分布、油品质量、环保法规等。炼厂增效和装置运行需 求决定了催化裂化催化剂的性能要求，近年来除了对催化剂的常规要 求如满足抗磨损、低价格、目的产品收率高、汽油辛烷值较高等方面 的要求外，催化剂在适合加工重油原料、改善油品质量（如汽油烯炷、 硫含量）、满足特殊的产品分布需求（如多产柴油、低碳烯炷等）、满 足转化和产品需要的催化裂化新工艺相匹配的催化剂以及适应环境 保护的需要等方面做了许多工作。 重质原油/含酸原油的加工、向石油化工延伸增加炼油装置效益 以及因环保要求提高燃料油产品质量和限制装置污染物排放是今后 工作的重点，新的FCC工艺技术的开发主要围绕这些主题进行。同时 一些新的设备，如新型喷嘴、快分、终端设备、气提装置和再生器等 都有已经成功地在工业FCC装置使用。FCC装置是的大型化使得干气 的利用具有经济性，而FCC装置加工含氧化物也是一些炼油企业提高 效益的有效途径。 （1）Orbit系列重油裂化催化剂 由中国石化石油化工科学研究院开发的Orbit系列重油裂化催化 剂大分子裂解能力强，焦炭选择性好，具有较高的轻质油收率，同时 可兼顾汽油辛烷值。该系列催化剂水热稳定性好，具有一定的抗重金 属污染能力，可适用于原料油质量较差、剂油比较低的状况。 （2）抗机污染的系列催化剂 从中国石化洛阳化工总厂重油催化裂化装置1997年使用CHV-1催 化剂的情况看在原料比重为0.9108和残炭6.3、平衡催化剂上镣、 钥含量分别为8700g/g和3500Mg/g、反应温度和再生温度分别为 509。。和667。（2等条件下轻质油收率达71.21,总液体收率为81.43 焦炭产率为9.34o表明该剂具有较高的钥容纳能力、产品分布较好、 重油裂化能力强。 3 多产柴油的系列催化剂 为了适应国内提高催化裂化装置柴油比的要求，石油化工科学研 究院开发了以MLC系列催化剂为代表的多产柴油催化剂。该剂在苛 刻的条件下，具有水热稳定性好、活性保留度高、机械强度好、重油 裂化能力强的特点，可用于加工重质原料，与相应的工业技术配合可 提高柴油产率。 中国石化沧州炼油厂重油催化裂化装置应用MLC-500催化剂， 并配合多点进料和调整汽、柴油切割点，总液体收率为79.18,柴 油产率达37.71,柴汽比达1.27.0 4 大庆减压渣油裂化催化剂 为配合催化裂化装置加工全大庆减压渣油原料，中国石化石油化 工学院针对渣油大分子的扩散一传质机理而专门开发出重质油催化 剂DVR系列的催化剂。该系列催化剂采用专利大孔基质以及精心设 计孔梯度及酸梯度的复合分子筛配方，不仅有利于实施“高温瞬时热 击”裂化原理，也有利于强化重质油转化，降低胶质、芳炷的生焦率。 2、国外催化技术进展 国夕卜三大公司Crace Davison 公司、Albemarle 公司、Engelhard 公司的渣油催化裂化各具特色，近年来，Grace Davison公司重油 转化催化剂推出了 Impact催化剂家族技术2003年底,Albemarle公 司借助ADM氧化铝基质和其ADM材料协同作用，提高大分子裂化 能力，有效捕集镣和钥，减少气体和焦炭产率。Engelhard公司基于 DMS基质推出了一系列重油转化催化裂化催化剂。这些技术的进展, 实现了重油催化裂化水平的提高和轻质油品收率的提高。