催化裂化汽油吸附脱硫反应工艺条件的探讨

中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司炼油二厂采用美国Conoco Phillips公司的汽油吸附脱硫技术(S-Zorb),对FCC全馏分汽油进行脱硫处理,以满足日益严格的排放标准。通过对各工艺参数的考察,得出适宜的工艺条件为:反应温度425～435℃,氢油比0.31～0.34,待生吸附剂载硫量9%～10%,再生吸附剂载硫量5%～6%。实际工业应用表明,在合适的工艺条件下,FCC全馏分汽油的脱硫率可达97%以上,产品硫质量分数可降至10μg/g以下,而道路辛烷值损失小于0.5。     

ZSM-5催化剂加氢脱硫与烯烃芳构化反应研究

采用Na2CO3溶液以及Na2CO3/TPAOH（四丙基氢氧化铵）混合碱溶液对不同硅铝比的ZSM-5分子筛进行处理,用XRD,BET,NH3-TPD,SEM等方法对碱处理前后的ZSM-5分子筛进行表征。结果表明：Na2CO3/TPAOH混合碱处理没有破坏ZSM-5分子筛原晶体形貌,且更利于增加分子筛的比表面积和介孔体积。以FCC汽油为原料,对碱处理后不同硅铝比的ZSM-5分子筛制得的Co-Mo/ZSM-5催化剂进行加氢脱硫及烯烃芳构化性能评价。结果表明,在反应温度为400 ℃、反应压力为2.5 MPa、氢油体积比为300∶1、反应空速为1.5 h-1的条件下,脱硫率为94.2%,芳烃收率为30.82％。     

催化裂化汽油加氢脱硫及芳构化(Hydro-GAP)技术的工业试验

介绍催化裂化汽油加氢脱硫及芳构化(Hydro-GAP)技术在中国石油化工股份有限公司荆门分公司进行工业试验的情况,结果表明,汽油硫质量分数由800μg/g左右降至150μg/g以下,脱硫率达80%以上;烯烃体积分数由30%左右降至20%左右;汽油研究法辛烷值变化幅度不大,马达法辛烷值提高0.4～0.8,抗爆指数提高0.15～0.75个单位;C_5~+汽油收率为95.44%。Hydro-GAP技术可以生产符合国Ⅲ排放要求的清洁汽油。     

FCC汽油加氢脱硫及芳构化工艺研究——烃类组成的变化及对汽油辛烷值的影响

针对催化裂化(FCC)汽油加氢脱硫和降烯烃过程中辛烷值损失的不足,采用洛阳石油化工工程公司开发的FCC汽油加氢脱硫及芳烃化工艺,以FCC汽油重馏分(80℃以上)为原料,考察反应前后烃组成及辛烷值的变化.结果表明FCC汽油重馏分加氢脱硫及芳构化前后,硫质量分数由1 570μg/g降至128μg/g,烯烃体积分数由36.7%降至15.8%,芳烃、异构烷烃和环烷烃含量增加,异构烃与正构烃比率提高,RON和MON均有不司程度的提高,达到了加氢脱硫和降烯烃的同时不损失辛烷值的目标.     

选择性吸附脱硫分子筛催化剂的制备及性能

采用酸性法与液相离子交换相结合的方法制得Ni（Ⅱ）HY和Ce（Ⅳ）Y分子筛,利用静态吸附脱硫法考察了吸附温度和时间对Ni（Ⅱ）HY分子筛吸附催化裂化（FCC）汽油脱硫效果的影响。结果表明,在吸附温度为80℃、吸附时间为8h的最优条件下,Ni（Ⅱ）HY分子筛的脱硫率达到92．6％。在动态条件下,采用具有2个串联反应器,并分别装填Ni（Ⅱ）HY,Ce（IV）Y分子筛的固定床处理后FCC汽油的硫含量低于10ug／g。     

FCC汽油在ZSM-5分子筛上的芳构化反应

考察了全馏分催化裂化（FCC）汽油的芳构化改质反应，结果表明，在三种不同硅铝比的分子筛中，以硅铝比为50的分子筛为载体所制备的催化剂性能较好。对Ni、Mo、Zn、Co4种金属活性组分的选择考察，以Zn为活性组分的催化剂芳构化性能最好，以Ni为活性组分的催化剂液收最高。分析了FCC汽油中不同烃类的芳构化反应历程．得出金属组分应有适宜的含量。     

FCC汽油加氢脱硫及芳构化催化剂的设计与验证

分析了FCC汽油中各种烯烃的加氢饱和对汽油辛烷值的影响，其中支链化程度不高且碳数大于6的烯烃的加氢饱和是FCC汽油加氢后辛烷值降低的主要原因。探讨了提高FCC汽油辛烷值的各种反应，提出了在研制FCC汽油加氢脱硫催化剂时，应考虑催化剂的异构化、芳构化、氢转移、烷基化和选择性裂化等功能；通过提高烯烃和烷烃的支链化度，将部分烯烃转化为高辛烷值的芳烃，或将低辛烷值的正构烃类选择性异构等措施，达到保持加氢FCC汽油辛烷值的目的，并对研制的催化剂进行了验证。     

Zn-Pt-Re/ZSM-5芳构化催化剂的研究

以正己烷为模型化合物,在固定床连续微型反应器上研究改性金属Zn含量以及助剂Pt和Re含量对Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂的酸性和芳构化反应性能的影响,同时考察反应条件对正己烷在Zn-Pt-Re/HZSM-5催化剂上芳构化反应性能的影响。结果表明,随着Zn含量的增加,催化剂的B酸量逐渐增加,L酸量逐渐减少。Pt和Re有利于提高催化剂的B酸量,其中Re的作用尤为显著。烷烃的芳构化反应是B酸和L酸协同作用的结果,B酸/L酸量比在0.2左右有利于提高芳烃收率,芳烃收率与催化剂中强酸的变化趋势有着很好的对应关系。反应温度的升高有利于芳构化反应的进行,当反应温度高于450 ℃时芳烃收率均在95％以上;升高反应压力和增加体积空速都不利于芳构化反应的进行。正己烷在Zn-Pt-Re/HZSM-5催化剂上芳构化反应的最佳条件为：温度450 ℃,压力1.0 MPa,体积空速1.0 h-1。     

Ni/ZnO吸附剂脱除催化裂化汽油中的硫

 采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为4%的Ni/ZnO吸附剂，以FCC汽油为原料，通过固定床吸附实验评价了Ni/ZnO吸附剂对催化裂化汽油的吸附脱硫性能以及吸附剂的再生性能。结果表明，较高的反应温度、压力和较低的体积空速有利于提高Ni/ZnO对FCC汽油的吸附脱硫效果，并且汽油辛烷值损失小。Ni/ZnO吸附剂脱硫的适宜操作条件为: 温度370～380℃，吸附压力2.0MPa，氢/油摩尔比1.5，体积空速4.0h^-1，此时吸附剂的穿透硫容 (硫质量分数达到30μg/g时，认为吸附剂穿透，测定吸附剂中的硫质量分数，即为吸附剂的穿透硫容。)为2.54%，汽油辛烷值损失1.1个单位。该吸附剂可以再生，多次循环使用后其脱硫性能基本保持不变。     

催化裂化汽油芳构化影响因素研究

以催化裂化汽油为原料,采用小型固定流化床和中型提升管为芳构化反应装置,考察空速、温度、剂油比、反应时间、汽油馏分切割温度等反应试验条件对催化汽油二次改质产物性能以及汽油组成的影响。结果表明,随着空速的降低和反应温度的升高,汽油烯烃含量降低,芳烃含量增加,汽油辛烷值增加;随着反应时间的延长,烯烃转化率和芳烃增加率提高;催化汽油77.5%的烯烃存在于<110℃的馏分中,这部分烯烃是芳构化改质的主要目标。     

不同改性ZSM-5分子筛负载Ni催化剂的正辛烷芳构化和异构化催化性能

以不同改性的ZSM-5分子筛和无定型SiO_2为载体,采用浸渍法制备了一系列Ni/NaZSM-5和Ni/SiO_2催化剂。在催化加氢脱硫反应条件下,考察了正辛烷在Ni/NaZSM-5、Ni/ZSM-5-P、Ni/ZSM-5-P-Fe和Ni/SiO_2催化下的异构化和芳构化反应性能和产物分布。采用BET、XRD、程序升温氨脱附(NH_3-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)以及吡啶吸附-脱附红外光谱法对催化剂进行表征。结果表明,具有较多的中强酸活性中心和BrΦnsted酸中心的Ni/ZSM-5-P-Fe催化剂具有较高的正辛烷异构化和芳构化催化活性,说明BrΦnsted酸中心能促进正辛烷异构化和芳构化反应的进行;在一定强度的酸中心和金属中心协同作用下正辛烷芳构化及异构化反应效率最高。     

不同改性ZSM-5分子筛负载Ni催化剂上1-庚烯芳构化和异构化性能研究

以磷改性ZSM-5分子筛（ZSM-5-P）、磷和铁改性ZSM-5分子筛（ZSM-5-P-Fe）、未改性NaZSM-5分子筛和无定形SiO2为载体,通过浸渍法制备了Ni/ZSM-5-P,Ni/ZSM-5-P-Fe,Ni/NaZSM-5,Ni/SiO2催化剂,采用N2吸附-脱附、X射线衍射、NH3-TPD、H2-TPR以及吡啶吸附-脱附红外光谱等手段对催化剂进行表征,并在催化加氢脱硫反应条件下,考察了1-庚烯在上述催化剂作用下的芳构化和异构化反应性能。结果表明：Ni/ZSM-5-P-Fe和Ni/ZSM-5-P比Ni/NaZSM-5具有更高的催化反应活性,其异构化产品、芳烃及气体收率明显增加;Ni/ZSM-5-P-Fe具有较多的中强酸活性中心和B酸中心,在该催化剂作用下1-庚烯具有较高的异构化和芳构化反应性能,说明B酸中心能较好地促进1-庚烯异构化和芳构化反应的进行,在一定强度的酸中心和金属中心协同作用下1-庚烯芳构化及异构化反应效率最高。     

全馏分催化裂化汽油芳构化烷基化降烯烃技术的开发

介绍了中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院和大连理工大学合作开发的催化裂化汽油烷基化、芳构化降烯烃技术(Olefin To Aromatics ＆Alkylate,简称OTA)。OTA技术对全馏分催化裂化汽油进行加氢改质处理,通过烃类烷基化、芳构化、异构化和少量裂化等烃类转化反应,使烯烃含量大幅度降低,同时产物的辛烷值损失较小,汽油收率高。试验结果表明OTA技术的催化裂化汽油质量脱硫率70％左右、烯烃体积饱和率60％-77％。汽油抗爆指数损失0-1.2、C5+汽油质量收率93.2％-97.9％、化学质量氢耗为0.11％-0.35％。     

Zn-P/HZSM-5催化剂上催化裂化汽油馏分的芳构化

在实验室制备了ω(ZnO)=2％的Zn／HZSM-5和ω(ZnO)=2％、ω(P2O5)=5％的ZnP／HZSM-5催化剂，并以75～120℃催化裂化汽油馏分为原料，在小型固定床反应装置上考察了工艺条件对Zn-P／HZSM-5催化剂芳构化反应性能的影响。结果表明，Zn-P／HZSM-5催化剂在反应温度430℃、反应压力0.1MPa、液时空速1.Oh^-1的反应条件下，原料中烯烃和烷烃转化率分别达到97.17％和67．91％，液相产品中烯烃含量、芳烃含量及异构烷烃含量分别为3．28％，74．09％，20．59％，与Zn／HZSM-5催化剂相比具有更高的活性稳定性和芳烃选择性。     

催化裂化汽油液相吸附脱硫的研究

为研究催化裂化汽油低温吸附脱硫工艺,在实验室合成了一种多孔性复合吸附剂RAL-10,采用催化裂化汽油为原料进行了低温液相吸附脱硫实验,结果显示：RAL-10吸附剂的静态吸附硫容较一般吸附剂高,可达4.06μg/g;RAL-10吸附剂对汽油中的各类硫化物具有较好的吸附活性,并对大分子硫化物具有较高的吸附选择性;RAL-10新鲜吸附剂的动态起始吸附脱硫率能够达到100%;RAL-10吸附剂再生后的动态吸附脱硫活性与新鲜吸附剂相近,起始吸附脱硫率能够达到98%以上,动态起始吸附后的油品硫质量分数小于20μg/g。     

催化裂化汽油芳构化降烯烃催化剂的改进研究

针对催化裂化汽油加氢脱硫降烯烃组合工艺技术中,芳构化降烯烃辛烷值恢复催化剂（M）应用于重馏分汽油加氢时,存在因反应温度高而影响催化剂长周期运行及液体总收率等问题,对催化剂进行了优化升级改进研究,在M催化剂的基础上,通过对HZSM-5分子筛原料改进及调变活性金属组分,研制出活性高、稳定性好的催化裂化重汽油芳构化降烯烃辛烷值恢复催化剂M -Ⅱ。催化剂的活性评价结果表明,与M催化剂相比,在烯烃降低幅度大致相当的情况下,采用M -Ⅱ催化剂时,芳烃含量增加1.3百分点,RON提高0.7个单位。     

用芳构化增强的反应吸附剂对催化裂化汽油改质的实验研究

用固相混捏法制备了耦合芳构化功能的反应吸附脱硫催化剂,研究了该催化剂对FCC汽油的改质性能。采用XRD和Py-IR表征了吸附剂的晶体结构和酸性特征,在高压微反装置上对其进行了活性评价,研究了吸附剂组成与工艺条件对FCC汽油改质的影响,结果表明:制备的吸附剂的活性组分由结晶良好的ZnO和ZSM-5分子筛及Ni活性组分构成。随着吸附剂中HZSM-5含量的增加,吸附剂酸性增强,芳构化反应功能提高。工艺条件对FCC汽油改质影响的研究表明,升高温度有利于芳构化反应的进行,但会加速催化剂的结焦失活,影响吸附剂的脱硫效果;增加压力可以使反应中的氢分压升高,减缓吸附剂的失活,有利于反应吸附脱硫,但不利于芳构化反应;增加氢油比可以抑制生焦,保持吸附剂活性,有利于反应吸附脱硫和芳构化反应,但会造成氢耗增加和烯烃饱和;空速增加可提高处理量,但由于原料与吸附剂的接触时间减少,导致反应物分子不能充分与吸附剂上的活性位反应,不利于芳构化和反应吸附脱硫反应的进行。采用研制的芳构化增强的反应吸附脱硫工艺及其吸附剂处理胜华FCC汽油的结果表明,在反应温度为425℃,反应压力为1.0 MPa,氢油比为200∶1,反应空速为6 h-1条件下,达到产物硫质量分数10μg/g以下时,异构烷烃和芳烃含量明显提高,可以较好的保持汽油辛烷值。     

催化裂化与芳构化反应耦合多产优质汽油催化剂的研究

以NiO／HZSM-5为增强芳构化助剂，通过催化裂化与芳构化反应耦合，使催化裂化汽油和裂化气中的部分烯烃转化为芳烃，以降低汽油馏分中的烯烃含量，改善催化裂化汽油的组成。考察了助剂添加量对催化裂化催化剂降烯烃性能的影响，并与以CoAPO-11分子筛和HZSM-5与APO-11复合分子筛为助剂的催化裂化催化剂进行了对比。结果表明，NiO／HZSM-5的芳构化降烯烃效果最好，当添加量为5％时，汽油馏分中烯烃含量降低了5．8个百分点，而芳烃含量提高了9．7个百分点。并对催化裂化与芳构化反应耦合的机理进行了初步探讨。     

催化裂化汽油加氢脱硫及芳构化工艺反应条件的研究

在100 mL固定床反应器试验装置上,针对中国石化集团洛阳石油化工工程公司工程研究院开发的催化裂化汽油加氢脱硫及芳构化技术(Hydro-GAP),考察了反应温度,氢分压、进料空速、氢油体积比等工艺条件对加氢脱硫及芳构化反应的影响.结果表明:随着反应温度、氢分压的升高和空速的减小,加氢脱硫性能提高;芳构化性能随反应温度的升高、氢分压的降低而增加.氢油体积比对加氢脱硫及芳构化性能影响不大.     

全馏分FCC汽油在MoP/ZrO2/HZSM-5催化剂上临氢芳构化研究

以HZSM-5为载体,用钼酸铵和磷酸二氢铵做钼源和磷源,硝酸锆作为锆源,采用共沉淀法制备了氧化态前体,采用程序升温还原法制备出了负载型磷化钼催化剂,进行了XRD、 和BET表征。在反应温度360 ℃、压力2.5 MPa、空速1.0 h-1、氢油体积比400:1的条件下,在小型固定床反应器上进行全馏分FCC汽油的芳构化反应。考察了催化剂中,MoP负载量、ZrO2负载量和不同钼磷摩尔比对芳构化性能的影响。结果表明,当催化剂中钼的质量分数为25 %、ZrO2的质量分数为10 %、n（Mo）：n（P）=1:1.5、反应温度为360 ℃时,催化剂芳构化活性最佳。液相产品中芳烃质量分数为38.37 %,烯烃质量分数为18.11 %,液体收率为92.52 %。