降烯烃类助剂
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降烯烃类助剂
烯烃在发动机内燃烧容易形成积碳,从而影响发动机燃烧效率、增加污染物排放等影响排放问题。GB17930-2006《车用汽油》规定,烯烃含量,%/体积比:不大于35。
为了降低汽油的烯烃含量,采取措施使已经生成的汽油馏分继续进行反应,通过汽油的深度反应,实现汽油中烯烃组分的有效转化;反应温度的提高将会加剧热裂化反应在裂化反应中的份量,进一步恶化高价产品的选择性,同时降低氢转移反应的能力,不利于汽油烯烃含量的降低。
工艺上目前能做的,提催化剂活性、提剂油比,采用相对较低反应温度,使用降烯烃催化剂。
催化裂化工艺是我国重质油轻质化加工过程中的主要技术手段,我国成品汽油中的80%来自催化裂化,重整汽油、烷基化汽油等其他调合组分所占的比例很少,而催化裂化汽油中的烯烃含量较高,达到40%以上,而这种局面在短期内难以改变。
对于催化裂化过程,开发具有高活性和选择性的催化剂及助剂,是改变催化产物分布和性质的主要手段。在催化反应过程中,氢转移反应能够显著降低汽油中的烯烃含量,氢转移反应为双分子反应,则催化剂设计思路应提供更多发生双分子反应的条件,加强选择性氢转移反应,并抑制深度氢转移反应的发生,实现低生焦的选择性氢转移反应,并提供有效的正碳离子链传递终止能力,最终实现以正碳离子的β-断裂为主的单分子裂化反应和以氢转移及芳构化等有利于提升管产物分布的催化理想反应的双分子反应的合理匹配。
中国石化石油化工科学研究院(RIPP)通过分子筛改性技术,精细调节分子筛的酸改质,根据反应对分子筛性能的要求,对Y型分子筛和ZRP分子筛进行改性,成功开发了GOR系列降烯烃催化剂[6]。兰州石化公司在研究催化反应中烯烃的生成和转化规律的基础上,以改善氢转移活性及选择性为研制开发降烯烃催化剂和助剂的技术关键,研发了LBO系列降烯烃催化剂[7]。此外,我国还开发了如DODC、LHO-1、CDC等汽油降烯烃催化剂。在FCC 汽油降烯烃助剂方面,有LAP系列降烯烃催化裂化助剂、LBO-A高辛烷值型降烯烃助剂以及LGO-A 降烯烃助剂。这些汽油降烯烃催化剂和助剂均得到了不同程度的
工业推广应用,在国内清洁汽油生产中发挥着重要作用。国内最近的研究[8]也表明,用稀土改性纳米尺度的ZSM-5分子筛在汽油降烯烃方面也有显著效果。
国外的催化剂开发商也开发了为数众多的汽油降烯烃催化剂和助剂,如Akzo公司的TOM总烯烃控制技术[9]。其机理是增加氢转移反应,使烯烃饱和并使汽油烯烃选择性裂化为液化气,既能降低汽油中的烯烃又能维持汽油辛烷值。全面烯烃管理技术体现在增加催化剂稀土含量,提高氢转移活性;催化剂酸性中心数目增加,酸密度大,利于氢转移反应;加入ZSM-5择形分子筛,吸收汽油分子,进一步裂化成C 3 、C4小分子;增强裂化过程中异构化反应,有助于恢复因烯烃饱和所损失的辛烷值。此外,美国Grace Davison公司研制开发了RFG系列催化剂[10,11],Engelhard公司开发了Syntec-RCH[12]、Flex-Tec-LOL1汽油降烯烃催化剂。
汽油降烯烃催化剂及助剂的使用具有无需改造装置、使用简单、见效快的特点,工业应用表明,它们能够降低FCC汽油中烯烃含量8%~12%,基本上能满足我国在2003年实施的将FCC汽油烯烃体积含量控制在35%以内无铅汽油新标准GB 17930―1999的要求。我国在即将实施的汽油新标准Q/SHR 007―2000中,对汽油烯烃含量提出了更为严格的要求,烯烃含量要控制在30%以下,这对FCC汽油降烯烃催化剂及助剂提出了更高要求。另外,在应用汽油降烯烃催化剂及助剂时应注意到由于降烯烃催化剂或助剂具有较强的氢转移能力,与重油的裂化能力及汽油的辛烷值有一定的矛盾,这就需要在实际生产中对汽油烯烃的降低及装置掺渣率、汽油辛烷值等因素作一些优化调整。
附:我国在清洁汽油的来源上和国外有所区别,在国外清洁汽油构成中FCC汽油、重整汽油及烷基化、异构化、醚化组分约各占1/3,在我国FCC汽油约占了清洁汽油组分的80%。基于目前现有的炼油结构,从FCC装置本身着手进行工艺技术的改进也是实现低烯烃清洁汽油的生产的主要措施。我国的科研工作者突破了现有催化裂化工艺对二次反应的限制,通过对裂化反应、氢转移反应和异构化反应等进行控制与选择,实现降低催化汽油烯烃含量,同时保证汽油具有较高辛烷值,在近年来开发了多种生产低烯烃清洁汽油的催化裂化新工艺。