催化裂化降烯烃催化剂LBO-12的开发与工业应用

催化裂化降烯烃催化剂LBO-12 的开发与工业试验

申建华

二OOO年九月

催化裂化降烯烃催化剂LBO-12 的开发与工业应用试验

申建华刘惠斌高雄厚

中国石油兰州炼化公司兰州西固730060)

生产清洁汽油的技术和催化剂是催化裂化发展的一个重要方面，根据市场的需要，中国石油兰州炼化公

司石化研究院开发了催化裂化降烯烃催化剂LBO-12 ，在兰炼催化剂厂进行了工业试生

产，产品质量合格，炼化公司组织该剂在MIO 装置进行了工业应用试验，试验结果表明，LBO-12 催化剂裂化活性高，活性稳定性好，催化汽油烯烃含量可降低12 个单位，达到30%以下，同时保持汽油辛烷值基本不降低，证明该剂是一种优良的催化裂化降烯烃催化剂。

主题词：催化裂化降烯烃催化剂开发试验

1 前言人类生存环境的质量状况正日益受到各国政府的重视，继美国颁布实施新配方汽油以来，其它国家和地区也提出了新的燃料油规格标准，与生活环境质量密切相关的炼油工业必须采取相应的措施。我国于1999年也颁布了车用汽油有害物质含量控制标准，其中规定芳烃w 40%( v/v),

烯烃w 35%( v/v )，苯w 2.5%( v/v )。由于炼厂装置布局和汽油调和组分的限制，我国生产的商品汽油中催化裂化汽油占80%以上，而催化裂化汽油烯烃含量较高，某些石蜡基重催装置的催化汽油烯烃含量达60%以上，这种调和结构使我国汽油普遍存在烯烃含量高的特点。因此，降低催化汽油烯烃含量是汽油烯烃含量达标的主要途径，对大多数炼厂来说，选择具有降烯烃功能的裂化催化剂是见效快、代价小的方案，也是技术经济可行的方案。

兰炼石化研究院在研究市场发展的基础上，组织开展了高性能降烯烃裂化催化剂的研究，通过对催化裂化反应机理的研究分析，设计了LBO － 1 2催化剂配方和制备工艺，中试结果经评审通

过后，兰炼催化剂厂进行了工业试生产，产品质量达到了中试水平，从2000 年5月开始在兰炼一套催化裂化装置进行工业应用试验，5月16日，8月18日和8月29 日分别进行了标定，试验结果

表明，LBO-12 催化剂降烯烃作用显著，催化汽油烯烃含量可以达到30%以下，辛烷值基本不降

低，诱导期明显延长。工业试验证明该催化剂性能处于国内外同类催化剂先进水平，推广应用前景良好。

2 催化裂化降烯烃技术概论催化裂化是一个大分子混合石油烃反应生成小分子混合烃的热化学过程，一般反

应温度500－600度，因此以催化反应为主，同时存在一定的热裂化反应。650－700度的再生催化剂与原料油接触，沿提升管向上经过汽化、裂化反应，在提升管出口反应产物与催化剂分离，部分催化剂继续和油气反应几秒后与其分离。主要的化学反应有大分子的裂化断裂，分子异构化，氢转移反应，脱氢反应，芳构化反应，缩合生焦反应等。其中对汽油烯烃含量影响较大的是分子裂化和氢转移反应。汽油烯烃是大分子烃断键裂化的产物，同时，汽油烯烃分子的进一步裂化反应又能减少其含量；氢转移反应使烯烃分子饱和生成烷烃。因此汽油组分的选择性裂化和氢转移反应的控制是降低汽油烯烃含量的两种主要手段，工业生产可以采取的措施有：

■选择具有降烯烃功能的裂化催化剂或催化助剂，如Davison公司的RFG催化剂，RIPP的GOR 催化剂、LGO-20 催化剂，LPEC 的LAP-1 催化助剂等，一般可降低烯烃含量6－10个单

位，但生焦率可能上升，汽油辛烷值可能下降。

■ 改变工艺操作条件，如提高平衡剂活性或增大剂油比强化裂化反应，延长油剂接触时间、降低反应温度以增加氢转移反应，这种方法也能明显降低汽油烯烃含量，但同样要增加焦炭，损失辛烷值。

■粗汽油部分回炼，汽油烯烃被裂化成LPG，在降低汽油烯烃含量的同时要降低装置处理

量，增加能耗。

对于催化裂化装置来说，使用性能优良的降烯烃裂化催化剂，装置不需要任何改造，可以显著降低汽油烯烃含量，而且使用方便灵活，也有利于装置调整加工方案。

3 LB0-12催化剂的研制和生产

兰炼石化院根据市场需要，适时研究开发催化裂化降烯烃催化剂，以催化裂化降烯烃作用机理研究为基础，研究催化剂的活性组分和基质，降烯烃催化剂要求活性组分裂化性能必须保证良好的活性和选择性，因此开发了新型超稳分子筛HRSY，通过调整分子筛的组成和酸中心的性质,

使HRSY分子筛具有优良的裂化活性及稳定性，良好的反应选择性，同时加强了氢转移反应活性和异构化反应活性，以有效降低裂化汽油烯烃含量，同时减少汽油辛烷值损失。另外，采用了特殊的复合分子筛技术，进一步强化催化剂的降烯烃性能，并提高汽油辛烷值。催化剂基质技术方面重点开发了改性铝基粘结剂，其优良的粘结功能在高分子筛含量的情况下完全可以保证催化剂的强度，基质方面的另一进步是改善了渣油大分子裂化能力，改善了重油裂化性能。

表1 LB0-12催化剂性能评价结果

项目中试催化剂工业催化剂国产降烯烃对比剂

Na2O 叹m0.290.190.17

RE2O3 % m 3.55 4.1 3.7

孔体积ml.g-10.380.380.40

磨损指数% m 1.0 2.5 2.4

微反活性 % m 800 C /4h81

800 C /17h66< 62< 58

固定流化床反应评价

产品分布 % m

干气 2.8 2.7

LPG22.621.7

汽油47.447.2

LCO14.215.4

重油 3.5 3.8

焦炭7.57.4

转化率80.379.0

汽油族组成 %m

烷烃46.243.1

烯烃15.319.3

环烷烃10.211.6

芳烃28.326.0

汽油辛烷值

RON94.194.0

MON81.081.0原料油为混合VGO + 30%新疆VR，反应温度500 C,剂油比3.8。

催化剂分析评价结果表明，LBO-12催化剂主要理化性能与当前大量使用的半合成裂化催化剂

相当，这是由其基本制备工艺决定的；该剂微反活性高而且水热稳定性好，经过800, 100%水蒸

气老化17h后，微反活性高达66,工业催化剂裂化活性与中型催化剂相当，表明LBO-12催化剂活

性和活性稳定性要好于目前国内主要催化剂和对比剂。固定流化床反应结果表明，采用相似的反应条件，LBO-12转化率高于对比剂，产品分布和汽油辛烷值相当，但是，汽油烯烃含量与对比剂相比降低了4个单位，这也说明该剂有较高的异构化或芳构化反应活性。反应性能评价表明，LBO-12催化剂活性高，稳定性好，降烯烃作用显著。

4 工业应用试验

4.1试验装置和试验概况