抗铁污染催化裂化催化剂

采用碱抽提方法对传统高岭土进行改性并将其作为基质材料制备了催化裂化催化剂。利用N2吸附-脱附、FTIR、元素分析等方法分析了高岭土改性前后的结构和性能;通过重油催化裂化反应考察了催化剂的抗铁污染性能。表征结果显示,相对传统高岭土,改性高岭土具有更大的比表面积和孔体积,分别可达158 m~2/g和0.40 cm~3/g,同时Al_2O_3含量增至65.23%(w),提高了催化剂表面酸性中心可接近性,进而显著改善了催化剂的抗铁污染性能。在相同铁污染条件下,与传统高岭土制备的催化剂相比,使用改性高岭土制备的催化剂的重油转化率、汽油收率、总液体收率和轻质油收率分别提高了1.94,2.01,2.09,1.24百分点,而干气、焦炭和重油产率则分别降低了0.17,0.73,1.17百分点。     

污染铁在FCC催化剂上的分布研究

通过对实验室制备以及在工业装置上收集的铁污染催化剂进行SEM、EDS分析发现,不同铁源产生的铁在催化剂上的分布存在显著差异。利用环烷酸铁作为污染源时,可以得到与工业平衡剂相近的铁分布。综合分析不同工业平衡剂的铁分布状况以及生产情况,认为评价铁污染对催化剂的影响不能单纯以平均铁含量为标准,必须结合铁在催化剂上的分布情况。根据平衡剂磁分离物的分析结果可推断污染铁在催化剂上的变化过程。     

催化裂化反应器床层铁迁移规律研究及新型抗铁催化剂的工业应用

针对中国石化海南炼油化工有限公司(简称海南炼化)重油催化裂化装置平衡剂上铁含量长期偏高的问题,对平衡剂上铁的分布规律进行了研究。利用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)仪、电子探针(EPMA)研究了高铁平衡剂上铁的迁移规律,发现平衡剂上的铁存在颗粒间的迁移,可为对设计开发抗铁型催化剂提供指导。对海南炼化催化裂化装置出现的典型催化剂铁中毒现象进行了总结,主要表现在第二再生器内稀相密度增加、油浆产率增加、平衡剂堆密度下降、孔体积下降等。中国石化石油化工科学研究院设计开发的新型抗铁催化剂CMT-1HN在海南炼化进行了工业应用,结果表明,在平衡剂铁质量分数长期维持8 000～10 000μg/g的情况下,装置流化正常,同时重油转化能力较好,说明该催化剂具有优异的抗铁污染能力。     

催化裂化催化剂铁污染研究

 选用2种工业催化裂化催化剂Cat-G和Cat-H，采用3种不同类型的铁污染源，参照Mitchell方法制备出被铁污染的催化剂，表征了它们的物化性质，并用轻油微反（MAT）和重油微反（ACE）评价它们的反应性能。结果表明，不同铁源的铁污染对催化剂相对结晶度和比表面积等物化性质上的影响程度存在很大差异，其中环烷酸铁产生的铁污染影响显著； ACE评价结果显示了2种FCC催化剂铁中毒后反应性能的差别，而MAT评价结果则无法区分；环烷酸铁类大分子沉积在催化剂颗粒表面造成催化剂铁中毒，同时还发现具有大孔基质的催化剂具备更强的抗铁污染性能。     

CMT-1HN催化剂在高含量铁污染条件下的工业应用

受加工重质、劣质原料油及清罐油的影响,中国石化海南炼油化工有限公司（简称海南炼化）重油催化裂化装置铁中毒严重,平衡剂上铁含量很高,有时质量分数超过10 000 μg/g。严重的铁中毒对装置操作造成较大负面影响,降低了转化率及目标产品收率,同时影响了催化剂流化。为了消除铁中毒的影响,中国石化石油化工科学研究院开发了CMT-1HN催化剂并在海南炼化进行了工业应用,结果表明：与对比剂相比,在平衡剂上污染铁含量更高的情况下,CMT-1HN催化剂作用下具有更好的重油转化能力和汽油收率,同时能有效降低干气和焦炭产率,表现出更好的产品选择性和抗金属污染能力;当原料油中铁、钠、钙平均质量分数分别达到35.35,4.735,8.115 μg/g时,CMT-1HN催化剂仍表现出较好的性能。     

抗重金属污染的FCC催化剂基质

为解决原料油中镍和钒对ＦＣＣ催化剂的污染，研制了用磷改性的活性氧化铝和一种金属复合氧化物ＡＢＯ３，将它们按一定比例加到流化催化裂化（ＦＣＣ）催化剂基质中，对其改性。试验结果表明，可以显著提高ＦＣＣ催化剂的抗重金属污染能力，与未加改性剂的原基质催化剂相比较，在催化剂中镍含量为３０００μｇ／ｇ、钒含量为５０００μｇ／ｇ的条件下，微反活性指数可增加４～５个单位，比积炭量可降低３０％～４０％。     

有序中孔氧化铝的制备及其在重油催化裂化中的应用

以三嵌段聚合物P123为模板剂,制备了具有有序中孔孔道结构、大比表面积和孔体积的有序中孔氧化铝材料,并用于催化裂化催化剂的制备。采用N2吸附-脱附、压汞法、XRD、TEM和FTIR等方法对中孔氧化铝和催化剂进行了表征,并考察了催化剂的重油催化裂化性能。表征结果显示,所制备的有序中孔氧化铝材料可显著增大催化剂的比表面积和孔体积,改善催化剂的孔分布,提高催化剂表面酸中心的可接近性。实验结果表明,相对于传统催化裂化催化剂,采用有序中孔氧化铝材料制备的催化剂的重油催化裂化性能显著改善,在反应温度500℃、重时空速15 h-1、剂油质量比4∶1的条件下,重油转化率和汽油收率分别增加了2.32和2.77百分点,重油和焦炭收率则分别下降了2.56和1.37百分点。     

大孔氧化铝对催化裂化催化剂性能的影响

采用X射线衍射（XRD）仪、氮气吸附-脱附仪、傅里叶变换红外光谱仪等对3种大孔氧化铝（k 1,k 2,k 3）及分别采用3种大孔氧化铝所制备的催化裂化（FCC）催化剂（c 1,c 2,c 3）进行了分析表征,并在先进催化裂化装置（ACE）上对3种催化剂进行了反应性能评价。结果表明：3种大孔氧化铝组成无明显差异,主要由Al2O3组成,均具有多级孔道结构,且主要含L酸,不存在B酸,酸量高于拟薄水铝石;与常规FCC催化剂（c 0）相比,催化剂c 1,c 2,c 3具有更大的比表面积、孔体积,更高的酸量。ACE评价结果表明：与催化剂c 0相比,催化剂c 1,c 2,c 3的汽油收率依次增加了1.05,1.13,0.97个百分点,转化率依次增加了1.67,2.09,1.73个百分点,液体收率依次增加了1.31,1.41,1.04个百分点,表明加入大孔氧化铝后,可提高FCC反应性能及抗铁污染性能。     

锌改性催化裂化催化剂的抗铁污染性能

以硫酸锌为锌源,制备了锌改性催化裂化(FCC)催化剂,对锌改性催化剂抗铁污染机理进行了分析,并对其理化性能和反应性能进行了评价。结果表明:高温焙烧条件下,锌与铁能够形成高熔点锌铁尖晶石稳定物种(ZnFe_2O_4);锌改性FCC催化剂与常规FCC催化剂的比表面积、孔体积、微反活性无明显差异,但二者经过铁污染后,锌改性FCC催化剂的比表面积、孔体积和微反活性均明显高于常规FCC催化剂的;相同铁污染条件下,与常规FCC催化剂相比,锌改性FCC催化剂的重油收率降低了0.89个百分点,汽油和总液体收率分别提高了0.61,0.75个百分点。     

抗铁污染催化裂化催化剂的制备及性能评价

采用原位构筑的方式,合成了拟薄水铝石改性高岭土复合材料,将其作为基质材料用于抗铁污染催化裂化（FCC）催化剂的制备,考察了所制备FCC催化剂的抗铁污染性能。表征结果表明,与常规高岭土相比,拟薄水铝石改性高岭土复合材料具有更高的比表面积、孔体积以及表面酸密度,分别可达112 m2/g、0.39 cm3/g和78.3 μmol/g。催化裂化性能评价结果表明,相同铁污染条件下,与常规FCC催化剂相比,使用以拟薄水铝石改性高岭土复合材料为基质的FCC催化剂时转化率提高了1.96百分点,油浆产率降低了1.22百分点,汽油收率和总液体收率分别提高了2.08百分点和2.23百分点,具有较好的抗铁污染性能。     

介孔H-ZSM-5分子筛的制备及以其为载体的催化剂的催化裂化汽油加氢性能

以廉价的橡胶乳液-3为介孔模板剂,通过优化晶化温度、晶化时间和凝胶中橡胶乳液-3干基与硅元素的质量比（R）,以及采用蒸汽/柠檬酸组合处理,获得孔结构和酸性适宜的介孔H-ZSM-5分子筛,并对以此分子筛为载体制备的辛烷值恢复催化剂进行催化裂化汽油（催化汽油）加氢性能评价。表征结果表明：R、晶化温度和晶化时间的最佳值依次为0.26,190 ℃,48 h;蒸汽/柠檬酸组合处理在显著提高介孔H-ZSM-5分子筛介孔比例的同时可在较大范围内调控其酸性。以硫质量分数为113 μg/g、烯烃体积分数为40.9%的催化汽油为原料的加氢性能评价结果表明：与上一代工业化辛烷值恢复催化剂相比,新制备的辛烷值恢复催化剂作用下的加氢产品的烯烃体积分数降低2.2百分点,异构烷烃体积分数增加1.1百分点,芳烃体积分数增加1.1百分点,脱硫率增加11.5百分点,研究法辛烷值（RON）损失减小0.5个单位,液体收率相当。介孔H-ZSM-5分子筛具有较大平均孔径、较高强L酸酸量与B酸酸量的比值、较多弱酸量,有利于提高其对催化汽油降烯烃、保持高RON和高液体收率的能力;其较大平均孔径有利于活性金属在介孔分子筛中的分散,从而使其对催化汽油表现出较高的脱硫性能。     

FCC催化剂制备技术对催化剂性能的影响

对4种不同工艺制备的催化剂理化性能和反应性能进行了对比分析,结果表明,分散剂的引入对改善催化剂性能具有明显的作用,催化重油裂化反应转化率较不加分散剂提高0.75个单位以上;控制拟薄水铝石酸化有效酸量可适当调控催化剂性能,应用该方法制备的催化剂磨损指数可控制在2.0%以下。     

新型脱氧催化剂在催化干气提浓乙烯装置上的工业应用

介绍了四川天一公司开发的新型脱氧催化剂在我国首套自主研发的催化裂化干气提浓乙烯装置上的工业应用情况。应用结果表明，该脱氧催化剂脱氧效率高，可将原料中所含氧气由约300～900μg/g脱除至不大于1μg/g，满足了裂解装置对乙烯原料中的含氧量的要求，使用寿命超过了设计值。     

催化裂化催化剂喷雾干燥过程CFD模型

基于气固两相流理论和计算流体力学（CFD）知识，结合催化裂化催化剂喷雾干燥过程的特点，运用欧拉-拉格朗日(Eulerian-Lagrangian)模型，建立喷雾干燥塔两相流CFD模型，对制备催化裂化催化剂的喷雾干燥塔内气浆两相流动量、质量和热量传递过程进行数值模拟计算。通过模拟计算结果分析，可以得到喷雾干燥塔内流速分布、温度分布以及颗粒运行轨迹等信息，从而对塔内流场信息进行可视化。将模拟结果与中型喷雾干燥塔实验数据进行对比，结果表明二者趋势一致，出口温度误差在10%以内，证明所建模型可靠，可用于喷雾干燥过程的模拟。     

Amberlyst 35树脂催化剂在催化裂化轻汽油醚化装置的工业应用

介绍了阳离子交换树脂催化剂Amberlyst 35在A、B两公司催化裂化轻汽油醚化装置上工业应用的情况。工业应用结果表明:Amberlyst 35催化剂具有活性高及开工过程简单等特点,在Amberlyst 35催化剂作用下,A公司和B公司均可生产出低烯烃含量、高辛烷值的醚化汽油产品;经过三段醚化后,A公司工况一和工况二的异戊烯总转化率分别为97.59%、95.54%,甲基叔戊基醚的选择性分别为93.48%、97.15%;B公司的异戊烯总转化率为97.21%,甲基叔戊基醚的选择性为87.15%。     

两段提升管催化裂化多产丙烯催化剂LTB-2的应用

结合两段提升管催化裂化(TSRFCC)工艺特点开发的多产丙烯催化剂LTB-2在实验室小型提升管装置上的评价表明,该催化剂具有良好的多产丙烯的效果.LTB-2催化剂的工业试验结果表明:当添加量达系统藏量的20%时,液化石油气收率约19%,丙烯收率达到6.83%,而且多产丙烯的稳定性非常理想.     

FCC废催化剂用于含胺污水臭氧催化氧化处理及其反应动力学研究

以FCC废催化剂作为臭氧催化氧化催化剂对含胺污水进行处理,考察臭氧浓度、FCC废催化剂添加量、污水pH、反应温度等因素对含胺污水化学需氧量(COD)降低效果的影响,并与工业常用臭氧催化氧化催化剂进行对比,分析采用FCC废催化剂时臭氧催化氧化有机胺反应动力学的影响因素,测定不同条件下的表观速率常数。结果显示:增大臭氧浓度和废催化剂添加量能快速降低污水COD;碱性条件会促进臭氧分解产生羟基自由基(·OH),提高氧化反应速率;适当升高反应温度有利于氧化反应的进行,但温度过高会降低臭氧溶解度;FCC废催化剂协同臭氧的催化氧化效果明显优于工业常用臭氧催化氧化催化剂。动力学分析表明,在不同pH、温度和废催化剂添加量下臭氧催化氧化含有机胺污水过程均符合表观一级反应动力学。