催化裂化催化剂技术的应用与发展

2022-09-11

催化裂化技术在石油炼化生产中占据主要地位, 而催化剂的发展在催化裂化技术中起到了关键性的作用, 且在现代炼化工艺中, 90%以上的反应是通过催化裂化反应实现的, 因此, 对于催化剂的研究是实现重油轻质化获取经济效益的重要方法。

一、催化裂化催化剂生产厂家概况

1.1我国炼油催化剂生产厂家主要有四家, 分别为:长岭炼化公司催化剂厂, 兰州炼油化工催化剂厂, 齐鲁石化公司催化剂厂和抚顺石油三厂催化剂厂, 其中本厂生产投入使用的是中国石油化工股份有限公司催化剂齐鲁分公司生产的催化剂, 其型号为:MLC-500, 此催化剂重油裂化能力强, 与相应的工艺技术配合可提高柴油产率。

1.2庆阳石化分公司重油催化裂化装置由华东设计院设计, 装置处理能力为160万吨/年, 实际加工新鲜原料147.75万吨/年, 设计弹性60%-110%。

反应装置包括反应-再生, 分馏, 吸收稳定, 主风机及烟气能量回收机组, 气压机组, 余热锅炉, 低温热回收, 以及第一联合装置污水预处理设施等部分装置。

二、催化裂化催化剂的发展历程

1. 国外发展历程

催化裂化催化剂是目前世界上使用量最大的一类催化剂, 其发展历程大致为, 起始于1915年, 由A.M.Mc Afee用无水三氯化铝作为催化剂, 反应在液相下进行, 之后, 使用的催化剂有酸处理活性白土, 合成硅铝催化剂, 微球催化剂, 沸石裂化催化剂, 超稳Y型沸石 (USY) , ADZ沸石等。

2. 国内发展历程

在20世纪50年代, 我国就开始了催化裂化催化剂的研究开发工作, 到目前为止, 催化裂化已跨出本行业, 并向石油化工方面延展, 其发展历程大致为, 50年代使用天然白土与合成硅铝作为催化剂, 后用硅铝小球, REY微球裂化催化剂, CRC-1高密度裂化催化剂, 原位晶化催化剂, 至今由国内三家催化剂生产厂生产的将汽油烯烃和多产低碳烯烃催化剂。

三、催化裂化催化剂的研究现状

1. 重油催化裂化催化剂

现代重油裂化催化剂已经发展成为多功能组分的复合物, 用以克服重油中含有的较多杂环化合物胶质等物质对正常裂化的影响。Grace Davison公司将突出的钒捕集能力、沸石分子筛良好的稳定性和基质对金属优异的钝化能力进行了组合, 并由此推出了新型渣油催化裂化催化剂IMPACT家族技术, 此催化剂具有良好的耐铁和其他金属的腐蚀性能, 且能抑制沸石分子筛的活性下降, 并可将焦炭选择性提高30%, 且对钒的允许度也高于常规催化剂, 可改善渣油裂化。

另外, 兰州石化公司对重油催化剂进行了改进和升级, 并对分子筛酸性改性和晶胞进行了调整, 由此推出了新的重油催化剂LVR-60R, 在宁夏炼化公司试用后结果显示, 该催化剂具有良好的重油转化能力, 并可持续追求高目的产品收率。

2. 生产高辛烷值汽油的催化剂

为了克服超稳Y型沸石 (USY) 氢转移活性低, 汽油富含烯烃, 辛烷值高等缺点, 出现了许多改性的超稳Y型沸石催化剂, 其主要的改进点在于, 可提高催化剂的活性, 使晶胞常数保持最佳值, 并能将沸石晶粒大小改变, 调节沸石表面积与基质表面积的比值, 从而提高对汽油的选择性和对沸石晶体内表面的可接近性。

3. 生产清洁燃料的催化剂

(1) 降低汽油中烯烃的催化剂

开发新的催化剂, 不需要改造装置, 可直接生产出低烯烃低硫汽油是一种降低经济成本的有效方法。且RIPP开发降烯烃催化剂时应主要考虑对Y型沸石进行改性, 适量添加改性的ZRP分子筛等辅助活性组分和抗金属污染组分, 并复合一定比例的REUSY型沸石和中孔活性基质。

(2) 降低汽油中硫含量的催化剂

硫含量的多少将影响整个汽油的质量, 因此降低汽油中的硫含量可减少生产的经济成本。

近年来, 我国研制的新型降硫助剂主要有北京石油化工科学研究院研制的MS-011汽油降硫助剂, 其可降低汽油中30%以上的硫含量。

4. 增产低碳烯烃的催化剂

随着石油化工的快速发展和汽油规格的严格要求, 催化裂化正朝着增产低碳烯烃的方向发展, 在20世纪80年代后期到90年代中, RIPP (石科院) 先后开发了一系列多产低碳烯烃的工艺及配套的催化剂, 包括DCC (DCC-Ⅱ工艺增加了液化气, 异丁烯和异戊烯的产率, 所用催化剂为CIP-1) 、MGG (所用催化剂为RMG和RAG系列催化剂) 、MIO (所用催化剂为RFC-1) 和CPP等工艺。