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。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

2O

3

含量为10%~13%,

称为低铝硅酸铝催化剂。后期又出现了Al

2O

3

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（如汽油烯烃、硫含量）、满足特殊的产品分布需求（如多产柴油、低碳烯烃等）、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）抗钒污染的系列催化剂

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%、平衡催化剂上镍、钒含量分别为8700µg/g和3500µg/g、反应温度和再生温度分别为5090C和6670C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9.34%。表明该剂具有较高的钒容纳能力、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.。

（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—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、芳烃的生焦率。

2、国外催化技术进展

国外三大公司（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，有效捕集镍和钒，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。