重馏分油加氢裂化工艺和催化剂的新进展

回顾总结了近年来重馏分油加氢裂化技术的国内外现状和发展情况。对UOP公司的HyCycle 工艺、改进的部分转化加氢裂化工艺技术、UOP公司、Chevron公司、Akzo公司、Criterion公司、托普索公司以及抚顺石油化工研究院近年推出的加氢裂化催化剂技术现状作了介绍。     

我国加氢裂化催化剂发展的回顾与展望

回顾我国20年来加氢裂化工艺及其催化剂的发展,着重介绍了抚顺石油化工研究院开发的催化剂及工业应用状况,并与国外同类催化剂进行了对比。从我国汽油、煤油、柴油和润滑油的现状与需求,探讨了今后加氢裂化催化剂的发展动向。     

加氢裂化工艺技术及其催化剂研究进展

日益严格的环保法规促使高品质清洁油品的生产迫在眉睫,加氢裂化工艺技术逐渐成为重质原料油轻质化和清洁化的主要方法.总结了加氢裂化工艺及其催化剂的研究进展、国内外典型加氢裂化过程的技术特点和代表性工艺,并对未来发展趋势进行预测.     

加氢裂化催化剂研究进展

加氢裂化技术具有使原料油轻质化和直接生产清洁燃料及优质化工原料功能的工艺技术,是炼油工业中的绿色环保技术。随着全球石油趋向重质化、劣质化、环保法规日益严格、石油产品需求结构发生改变和中间馏分油需求的增加,促使对加氢裂化技术开发的深入。加氢裂化催化剂是加氢裂化技术的核心。我国现已拥有化工原料型、中间馏分油、尾油型和无定形催化剂的生产技术,UOP公司在加氢裂化段主要开发了灵活型、多产石脑油型以及多产中间馏分油型3大类催化剂;Chevron公司是最早开发加氢裂化技术的公司,开发了非贵金属无定形、非贵金属分子筛和贵金属分子筛3大类加氢裂化催化剂;Albemarle公司开发了KF-860加氢裂化预处理催化剂;Criterion公司开发了新型氧化铝载体,重点调节活性金属与载体之间的作用力,开发了新一代加氢预精制催化剂DN-3630。在新一代催化剂研发中,注重对微孔分子筛的开发和改性,使研制的催化剂具有很好的活性和稳定性等综合性能,由于微孔分子筛和介孔分子筛在酸性和孔结构上达到互补,随着介孔分子筛和微孔分子筛的相结合,微孔-介孔复合材料给加氢裂化催化剂的研发带来了新的发展机遇。     

渣油悬浮床加氢裂化催化剂研究

介绍了开发的水溶性和油性渣油悬浮床加氢裂化催化剂,并采用该催化剂进行加氢裂化实验。以常、减压渣油为原料,单程通过时<538　℃的馏分油收率为60％～90%,反应生成油的甲苯不溶物质量分数可以控制在1.0%以下。在催化剂开发的过程中,采用“均匀设计”软件进行实验方案的设计并对试验结果进行优化,所开发的催化剂具有较好的加氢和抑焦性能     

失活加氢裂化催化剂的研究

采用XRD、ESCA、FT-IR、TEM等技术对两种同类型工业运转失活的加氢裂化催化剂进行了表征。结果表明，碱性氮化物和积炭主要沉积在加氢裂化催化剂的L酸中心上，在B酸中心上积炭较少；引起催化剂失活的主要原因是积炭和有机硫、氮化合物覆盖催化剂的活性中心；导致再生催化剂比表面及酸性降低的主要原因是分子筛骨架坍塌。催化剂经长期使用后，活性金属发生聚集，晶粒长大，边角位活性中心数减少。     

F-T合成加氢裂化催化剂的工业应用

F-T合成油低温工艺产物中有大于质量分数40%的石蜡生成,必须对其进行加氢裂化生产优质的中间馏分油。加氢裂化关键在于高性能催化剂的研究开发,概述了近年来加氢裂化催化剂在国内外的应用现状。FC-14及SC-I催化剂在内蒙古伊泰煤制油有限责任公司的运行结果表明,SC-I催化剂表现出良好的活性及较高的中间馏分油选择性,在总进料20 t·h^-1、反应器入口氢分压7.0 MPa、氢油体积比800和总体积空速（2.0~15.0） h^-1条件下,反应器出口温度约340 ℃,总温升14 ℃,表现出较高的反应活性及灵活的温度调控性,柴油收率上升约3~4个百分点,具有较高的中油选择性。     

多级孔分子筛在重油加氢裂化催化剂的应用进展

分子筛是加氢裂化催化剂关键组分,其性质影响着加氢裂化反应效率和产品分布。微孔分子筛的孔结构降低了大分子反应物的扩散效率和酸中心的可及性,不宜直接用作加氢裂化催化剂的载体。本文从分子筛的孔结构和酸中心可及性的角度出发,介绍了具有多级孔体系的分子筛和具有核壳结构分子筛的加氢裂化性能。与相应的参比剂比较,分子筛的多级孔结构能大幅提高反应物种的扩散效率和酸中心的可及性,呈现出更好的催化活性、稳定性以及目标产物选择性。此外,金属加氢活性中心与分子筛裂化活性中心的合理调配,也是多级孔分子筛在重油加氢裂化应用中面临的挑战。     

活性组分配比对加氢裂化催化剂性能的影响

选取W为活性组分,Ni为助剂,采用浸渍法制备一系列不同活性组分配比的催化剂,采用XRD、Py-IR、TPR和XPS等手段研究氧化态和硫化态金属组分的物态,考察活性组分配比对金属组分的硫化度和分散的影响.结果表明,氧化态WNi型催化剂中金属组分以多种形式共存,这些物相的浓度决定于Ni与(W+Ni)原子比;随着Ni与(W+...     

Y分子筛处理方式对催化剂及费托蜡加氢裂化性能的影响

选择Ni／W为加氢金属组分,金属改性Y和Al2O3作为载体,制备不同金属溶液处理加氢裂化催化剂,采用加氢金属溶液调节NH4Y分子筛的物化性质,考察金属预处理方式对催化剂物性结构及加氢裂化反应性能的影响。结果表明,经金属溶液处理后,催化剂活性和柴油选择性比非金属溶液处理的催化剂均有显著提高。NH4Y分子筛经过偏钨酸铵溶液处理后,W^6＋进入分子筛孔道或笼内,与酸性位形成较强的离子键,降低催化剂的B酸,同时使金属离子与酸性位点间的距离适当减小,使得费托蜡加氢裂化在高转化率下得到较好的柴油选择性。     

国内外乙烯生产工艺和催化剂研究进展

概述乙烯主要的生产工艺如蒸气裂解制乙烯、石脑油催化裂解制乙烯、重油催化裂解制乙烯、炼厂气干气制乙烯、C_4制乙烯、甲醇制乙烯、乙醇制乙烯、甲烷制乙烯、合成气制乙烯和生物法制乙烯等。主要比较工艺特点、反应机理、催化剂以及典型工艺等方面。认为由于原料的差异,煤基工艺发展相对较为成熟,石油基工艺发展相对缓慢,利用煤基乙烯生产工艺和催化剂将有助于开发石油基的工艺和催化剂。     

蜡油多产中间馏分油加氢裂化催化剂制备

以工业常用改性Y型分子筛(HY、USY、NNY)为主要酸性组分,Ni-W为活性金属组分,采用等体积浸渍法分别制备分子筛类型、分子筛含量、磷助剂加入量、Hβ分子筛加入量、金属负载量和金属原子配比等不同的催化剂。并对催化剂进行N_2吸附-脱附、XRD、XRF和Py-IR等表征。结果表明,以NNY分子筛为酸性组分制备的催化剂具有更适合的孔径分布,其酸性也相对适中。随着分子筛含量的增加,催化剂的介孔数量减少,酸中心数增加。磷的加入使催化剂酸中心增加,加入质量分数超过1. 5%后,催化剂酸中心反而减少。分子筛总质量分数恒定30%,Hβ分子筛质量分数为10%时,催化剂酸中心数最大。     

加氢裂化催化剂的失活与激活

针对中石油吉林化学股份公司炼油厂加氢裂化装置在生产中遇到的加氢裂化催化剂失活问题， 分析其失活原因， 并介绍了在生产过程中 “激活” 催化剂的措施， 使中毒催化剂的活性逐渐得以恢复。     

柴油加氢裂化装置加氢裂化催化剂失活分析

在某炼油厂柴油加氢裂化装置停工换剂时,取样分析加氢裂化催化剂。对所取裂化剂进行甲苯抽提、再生后,采用比表面积及孔径分析仪、碳硫分析仪(C-S)和X射线衍射仪(XRD)等手段进行检测。结果表明,失活裂化剂的比表面积、孔容等孔结构性能参数明显降低。在最优的再生条件下,再生裂化剂上的C含量降至0.360%,裂化剂的表面或其它位置未发现杂质的明显沉积。再生裂化剂的比表面积损失约21.5%,其中微孔比表面积的损失约占87.2%,孔容损失约17.4%。加氢裂化催化剂长期在高温等条件下反应,造成分子筛晶粒的烧结、团聚等是导致其比表面积等孔结构性能降低的主要原因。     

国内馏分油加氢裂化技术应用现状和发展趋势

通过对我国加氢裂化市场的发展历程、装置布局和技术供应等方面的介绍,阐明了我国加氢裂化市场的特点是装置规模趋于大型化,处理能力快速增长,装置总体布局不均衡,工艺流程以单段串联为主,尾油产品主要用作乙烯裂解原料等。面向未来,随着新燃油标准的出台,我国加氢裂化装置布局不均衡的局面将有所改善,市场需求对加氢裂化技术水平提出了更高的要求,市场竞争将日趋激烈。     

新型介孔分子筛加氢裂化催化剂的研制

研究了一种最大量生产中间馏分油的新型介孔分子筛加氢裂化催化剂,200 mL一段串联加氢装置评价结果表明,在控制原料＞350 ℃馏分油75%的高转化率条件下,C_⁺⁵液收98.6%,加氢裂化生成油中最大量柴油馏分收率为67.36%,中油选择性79.2%,能满足工业装置最大量生产中间馏分油的需要。重石脑油芳潜收率为41.16%,尾油BMCI值5.9,是理想的重整原料和蒸汽裂解制乙烯原料。     

催化剂制备与研究 中低温煤焦油加氢裂化催化剂的表征与分析

通过对反应前后的煤焦油加氢裂化催化剂进行表征与分析,研究影响中低温煤焦油加氢催化剂失活的原因,以煤焦油组分特点为依据,分别考察加氢裂化催化剂的活性元素、积炭、金属沉淀、分散度和中心酸性等对催化剂寿命的影响。结果表明,煤焦油加氢催化剂的失活原因主要为积炭失活、金属沉积和水热失活;催化剂中较低的金属钙含量、良好的水热稳定性及较低的L酸含量有利于催化剂寿命的提高。     

正构生物烷烃在Pt/ZSM-5催化剂上选择性加氢裂化制备液体生物燃料

开发了一种通过正构生物烷烃在Pt/ZSM-5催化剂上的选择性加氢裂化来制备高品质液体生物燃料的新方法.生产得到的液体生物燃料包含了煤油、汽油和柴油,分离后可直接作为航空燃料或车用燃料使用.以商业ZSM-5分子筛为载体,制备和表征了不同组成的Pt/ZSM-5催化剂.采用转化率、煤汽比和异构率为指标,考察了温度、压力和空速等条件对反应的影响,比较了不同组成时催化剂的催化性能.结果表明:对于同一催化剂,裂化产物异构率随转化率增加而增加;除转化率外,异构率还与酸性位的烯烃被覆度相关;当采用0.7%Pt/ZSM-5(硅铝比50)为催化剂时,在4MPa、320℃、1h^-1、氢油体积比1500:1的反应条件下,原料转化率即可达到82%,产物中煤油含量为43.6%,异构率为1.29,汽油含量为38.0%.     

煤焦油加氢裂化反应及其催化剂的研究

以煤焦油为原料,研究加氢裂化反应类型及反应产物油馏分的调制机理。以γ-Al2O3为载体,Mo、Ni为加氢活性组分,采用分步浸渍法制备负载型MoO3-NiO/γ-Al2O3加氢裂化催化剂。在高压反应釜上考察反应压力、反应温度对煤焦油加氢催化裂化反应的影响,比较了3种不同NiO质量分数的催化剂加氢活性,实验结果表明,NiO质量分数为3.68%的催化剂活性最好,并获得了低硫、低氮、低芳烃的反应产物油。     

工业加氢裂化催化剂失活原因分析

采用200 m L加氢评价装置对一种中油型加氢裂化催化剂和其在工业装置运转4年后的再生后催化剂进行对比评价。结果表明,失活催化剂经再生后加氢裂化活性明显降低,反应温度比新鲜催化剂高5℃,生成油产品分布和主要性能都略变差。采用XRD、IR和ICP等手段对再生前后催化剂性能进行表征,分析探讨催化剂的失活原因,结果表明,加氢裂化催化剂经工业应用后,炭的沉积使其暂时性失活,而重金属沉积、金属活性组分聚集和分子筛结构烧结使催化剂部分活性永久丧失。