表层富硅USY分子筛的制备及其催化性能研究

针对常规“水热超稳”工艺改性的USY分子筛性质和性能上的不足,将常规“二交二焙”的“水热超稳”工艺与原位硅改性方法结合,制备了表层富硅USY分子筛,并将其用于催化裂化(FCC)催化剂的制备;采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附、扫描电镜等表征手段对所制分子筛进行了表征,并通过ACE装置评价了所制FCC催化剂的性能。结果表明：表层富硅USY分子筛的结晶度、晶胞参数、比表面积、孔体积、表面酸性、微反活性等性质均明显优于常规USY分子筛;与由常规USY分子筛制备的FCC催化剂相比,重油在由表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂上裂化,其转化率提高3.70百分点,汽油收率和液体产物总收率分别提高了2.31百分点和1.32百分点,说明以表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂具有优良的催化性能。     

含IM-5分子筛的催化裂化催化剂的反应性能

IM-5分子筛是一种具有中等孔径的三维孔道分子筛。通过对其老化后的分子筛结构和酸性特征分析发现,IM-5分子筛具有一定量的中孔,较强的酸性和较高的B酸比例,具有应用于FCC催化剂的结构和酸性基础。将含有IM-5分子筛的催化剂进行混合模型化合物催化裂化实验,发现其具有提高转化率和提高低碳烯烃收率的作用。以某加氢蜡油(HVGO)为原料油的催化裂化ACE评价结果也表明,引入新催化材料IM-5分子筛后,裂化HVGO原料的转化率增加约4.5百分点,液化气收率提高5百分点以上,汽油收率略有下降,轻循环油、油浆、焦炭收率均下降1百分点左右。因此IM-5是一种具有工业应用前景的中孔分子筛。     

面向国外市场的催化裂化催化剂

针对国外市场的原料油特点和用户要求,中国石化开发了一系列重油裂化能力强,产品选择性好,装置工艺操作灵活的催化裂化催化剂,如重油裂化催化剂,多产清洁汽油催化剂,多产丙烯催化剂。国外某些炼油厂应用实例表明：在换剂过程中平衡剂中钠和二氧化钛含量下降,稀土元素的配分改变; 在相近的重金属污染量下,产品选择性改善,焦炭因子和气体因子降低。根据国外原料和装置特点设计的中国石化催化裂化催化剂适合在国外炼油厂大规模应用。     

LB-1催化剂的性能及工业应用

LB-1催化剂是一种全白土型的分子筛催化裂化催化剂。通过对LB-1催化剂物化性质、孔径分布、裂化活性和抗重金属污染能力的分析及LB-1催化剂在9个炼油厂的实际应用,证实了LB-1催化剂具有裂化活性高、水热稳定性好、汽油选择性好和抗重金属污染能力强等特性。该剂适用于重油及其它劣质原料的催化裂化,是一种较理想的重油催化裂化催化剂。     

镍、钒对FCC催化剂结构和反应性能的影响

分别通过浸渍法和循环污染法对Y型分子筛和FCC催化剂进行镍、钒污染,考察了在干燥和水热条件下镍、钒对分子筛结晶度的影响,采用高级催化裂化评价装置(ACE)评价了镍、钒污染的FCC催化剂及稀土改性FCC催化剂的催化性能。结果表明,只有在水蒸气存在条件下,钒会破坏分子筛的晶体结构;在REY分子筛中,镍的存在对分子筛结构的破坏略有影响。在FCC催化剂中,镍、钒之间存在相互作用,与单独钒污染的催化剂相比,镍、钒同时污染的催化剂的比表面积和微反活性略有提高,反应转化率由72.14%增至78.02%,重油收率由10.49%下降至7.62%。与相应的镍、钒污染FCC催化剂相比,镍、钒污染的稀土改性FCC催化剂所得转化率与总液收均明显增加,重油收率下降,稀土元素的引入提高了催化剂的抗镍、抗钒性能,提高了催化剂的催化性能。     

催化裂化柴油在Ni-Mo-P/SSY-Beta-Al2O3催化剂上加氢裂化研究

采用SSY分子筛和Beta分子筛复配作为催化剂酸性组分,利用等体积浸渍法制备Ni-Mo-P/SSY-Beta-Al2O3催化裂化柴油加氢裂化催化剂,以中国石化青岛炼化分公司的催化裂化柴油为原料,在100 mL固定床加氢中试装置上进行催化剂的反应活性评价,考察了反应温度、压力和空速对Ni-Mo-P/SSY-Beta-Al2O3催化剂加氢裂化活性的影响。结果表明：在压力为8 MPa、氢油体积比为700：1、精制段温度为360 ℃、精制段体积空速为1.25 h-1、裂化段温度为400 ℃、裂化段体积空速为1.5 h-1的条件下,柴油馏分收率为58.67%,十六烷值提高了10个单位;汽油馏分收率为34.74%,辛烷值（RON）为91.37。     

催化裂化装置催化剂钠中毒分析和对策

3个炼油厂催化裂化装置因平衡剂中钠质量分数增加至约11000μg/g而发生钠中毒现象,Z炼油厂催化裂化装置油浆收率升高,F炼油厂催化裂化平衡剂活性由67.4%降低至52.4%,轻油收率由79.87%降低至76.44%。Z炼油厂通过更换新的电脱盐设备和采用平衡剂置换,降低了平衡剂中钠、钒含量,使油浆收率降低1.3%。F炼油厂因原料性质差,将新鲜剂单耗提高至5.5 kg/t后,平衡剂中钠含量无明显变化,活性恢复至62.0%,轻油收率恢复至78.3%,可基本维持较好的产品分布。J炼油厂因平衡剂中金属含量较低,钒质量分数为1000μg/g,通过将催化剂单耗提高至1.0 kg/t,可以较好地保持平衡剂活性。通过分析,加强电脱盐、采用催化剂置换、使用抗金属助剂等可以有效预防和处理催化剂钠中毒事故。     

高稳定性分子筛的催化裂化性能研究

通过改变分子筛阳离子交换及气相超稳改性的程度工业生产出不同晶胞大小的系列高稳定性分子筛HSZ。为了考察这些分子筛的催化裂化反应性能,分别以所开发的HSZ-3,HSZ-4,HSZ-5分子筛为活性组元中试制备了催化裂化催化剂,并通过固定床自动微反活性评定仪和ACE固定流化床微反装置对其催化裂化反应性能进行了考察比较。结果表明,与以水热法分子筛为活性组元的催化剂相比,以气相法工业制备的高稳定性分子筛为活性组元的催化剂具有较强的重油裂化能力,较高的汽油、轻质油及总液体收率,较好的焦炭选择性。     

含MCM—41分子筛的FCC催化剂半工业应用试验

合成出了可用于催化裂化的MCM－41分子筛,并制成FCC催化剂。经半工业应用试验表明：使用系统藏量中含有50％MCM－41分子筛的FCC催化剂具有较好的裂化重油的能力,与原用催化剂相比柴油收率可增加1．85个百分点,轻质油收率增加3．47个百分点,焦炭产率下降了0．29个百分点。     

Y-7分子筛催化剂实验室催化裂化对比试验

<正> 为了在床层裂化的Ⅳ型催化裂化装置上推广应用y_7催化剂,针对齐鲁炼油厂的特点(处理胜利—孤岛混合蜡油、反应压力1.5kg/cm~2(表)),我们在固定流化床催化裂化实验装置上,分两个阶段对y_7分子筛催化剂进行对比实验。第一阶段,对y_7、y_9、普通硅铝(3A)催化剂之新鲜剂经水蒸汽老化后进行对比实验。第二阶段使用工业平衡剂,在y_9催化剂中掺入15％、30％、60％的y_7催化剂进行对比。另外还考察了原料油配比、反应温度、反应压力、空速等工艺条件的影响。第一阶段实验表明:y_7催化剂对汽油、干气、焦炭的选择性好。特别是汽油收率可大幅度提高,回炼油则大幅度地减少。柴油收率虽有提高,但提高较少。轻质油收率的     

老化时间对催化裂化催化剂物性的影响

采用固定流化床老化装置，水热老化温度为800 ℃、100%水蒸气和常压条件下，对催化裂化催化剂进行2～70 h的老化试验，考察老化时间对催化裂化催化剂物性的影响。采用XRD、BET、NH3-TPD、Py-IR和微反活性等表征手段对选取的不同老化时间的11个催化剂样品进行分析。结果表明：随着老化时间的延长，催化裂化催化剂相对结晶度、比表面积呈先快速降低后缓慢降低的趋势；弱L酸酸量与弱B酸酸量比、强L酸酸量与强B酸酸量比呈先增加后降低的趋势；催化剂微反活性宏观上表现出先快速下降后趋于平缓的趋势。     

老化时间对催化裂化催化剂物性的影响

采用固定流化床老化装置,水热老化温度为800 ℃、100%水蒸气和常压条件下,对催化裂化催化剂进行2～70 h的老化试验,考察老化时间对催化裂化催化剂物性的影响。采用XRD、BET、NH3-TPD、Py-IR和微反活性等表征手段对选取的不同老化时间的11个催化剂样品进行分析。结果表明：随着老化时间的延长,催化裂化催化剂相对结晶度、比表面积呈先快速降低后缓慢降低的趋势;弱L酸酸量与弱B酸酸量比、强L酸酸量与强B酸酸量比呈先增加后降低的趋势;催化剂微反活性宏观上表现出先快速下降后趋于平缓的趋势。     

Characterization of Catalytic Cracking Catalysts Regenerated by Gasifying Deposited Coke

Partially or fully regenerated catalytic cracking catalysts were prepared by gasifying the coke deposited on coked catalysts with a gaseous mixture of oxygen and steam in a fixed fluidized bed(FFB).The resultant samples were characterized by different methods such as the nitrogen adsorption-desorption analysis,the X-ray diffractometry,the infrared spectroscopy,the ammonia temperature-programmed desorption(NH_3-TPD) method, the X-ray fluorescence(XRF) analysis,the transmission electron microscopy and ener...     

催化裂化催化剂老化后比表面积、孔体积的测定

试验表明，在不同水热条件下对分子筛小球催化剂进行老化，老化温度越高，比表面积、孔体积及微反活性越低。不同种类分子筛高铝微球新鲜催化剂的比表面积和孔体积的大小与微反活性的高低不对应，经８００℃／１７小时水热条件老化后，其比表面积和孔体积的大小与微反活性高低对应性良好。说明老化后催化剂比表面积测定数据更能反映催化剂的优劣。     

碳四烯烃制丙烯和乙烯催化剂的研究

以超细SiO2为载体、水热稳定性好的高硅铝比ZRP-5分子筛为活性组分,通过挤条成型制成ZRP-5/SiO2催化剂,采用碱土金属氧化物对催化剂进行改性,考察催化剂的活性与表面酸性的关系。结果表明,B酸与催化剂的活性相关,经MgO,CaO,SrO改性后,催化剂的酸性和活性随Mg,Ca,Sr原子半径的增大而降低。采用MgO-CaO／ZRP-5／SiO2催化剂,在500 ℃、0.1 MPa、水与碳四原料质量比0.2、重时空速3 h-1的条件下连续反应50 d,反应产物组成稳定,碳四烯烃转化率大于65％,丙烯收率大于31％,乙烯收率大于6％,再生后催化剂可以恢复到新催化剂98％的水平。     

催化裂化汽油裂解制备低碳烯烃

在小型提升管催化裂化实验装置上研究了催化裂化(FCC)汽油催化裂解生产低碳烯烃的反应规律。实验结果表明,催化剂类型、反应温度、停留时间及水蒸气用量对乙烯、丙烯的产率均有显著的影响。高温、大剂油比、长停留时间及提高水蒸气用量都可促进汽油的裂解,增加低碳烯烃的产率。在实验室条件下,以ZC-7300为催化剂,多产低碳烯烃的最佳条件:反应温度580℃,停留时间1.6s左右,剂油质量比为11,水蒸气与汽油的质量比为0.20。对不同催化剂进行了对比实验得知,自制催化剂A的催化效果最好,汽油转化率达到40%以上,乙烯+丙烯的产率达到20%以上,焦炭和干气(不含乙烯)的产率不大于5%。     

不同晶粒大小的ZSM－5分子筛催化剂的裂化反应差异

就两种不同晶粒大小的ＺＳＭ－５分子筛催化剂，采用脉冲微反技术和轻油微反技术考察了裂化反应的差别。采用真空重量法测定了同一吸附质在两者上的晶内扩散系数。对反应结果从催化剂的酸性和分子筛晶孔内扩散两个角度加以分析讨论。研究结果认为，对于新鲜分子筛催化剂．反应结果受催化剂的酸性影响较大，小晶粒的分子筛催化剂活性高，裂化气中的烯烃度低；对于老化催化剂扩散作用的影响增大了，小晶粒分子筛的活性高，裂化气中的烯烃度亦高。     

催化裂化装置中催化剂平衡活性的数学模拟

依据催化裂化催化剂水热失活过程伴随着超稳化过程，确定了催化剂自抑制水热失活动力学模型方程。利用催化裂化催化剂水热失活实验数据进行参数估值，确定了模型参数，以及模型参数与老化温度和水蒸气分压的关联式，建立了催化裂化催化剂水热失活动力学模型。考虑工业装置中催化裂化催化剂呈全混流，建立了催化裂化催化剂平衡活性数学模型，并且成功地模拟计算了装置平衡催化剂的微反活性。该模型的预测结果表明，随着再生器温度或催化剂藏量的提高，平衡剂的微反活性逐步降低；平衡剂微反活性随催化剂单耗的增加而提高，但提高的幅度逐渐降低。     

烯烃催化裂解增产丙烯催化剂

以ZSM - 5分子筛为催化剂 ,通过烯烃的催化裂解高选择性地制备丙烯。合成了粒径在 0 2～ 30 μm之间的 3种晶粒的ZSM - 5分子筛 ,并考察了它们在烯烃裂解反应中的催化性能。结果表明 ,提高反应温度有利于提高目的产物丙烯的收率 ,小晶粒的分子筛具有更强的容碳能力和更好的催化稳定性。     

甲烷氧化偶联Na_2WO_4-Mn/SiO_2催化剂用于乙烷脱氢

研究了高效甲烷氧化偶联制乙烯Na2WO4-Mn/SiO2催化剂对C2H6热裂解脱氢及C2H6与CO2、O2氧化脱氢反应的催化性能。实验结果表明,Na2WO4-Mn/SiO2催化剂在800℃以上可有效促进C2H6的高温热裂解脱氢反应,同时在CO2存在时C2H6与CO2发生明显的氧化脱氢反应;O2存在时,C2H6与O2发生氧化脱氢反应,在660℃时,C2H6转化率可达63.3%,乙烯选择性可达68.2%。考察了反应条件对C2H6与O2氧化脱氢反应的影响,实验结果表明,C2H6与O2的体积比大时,可有效提高目的产物乙烯的选择性,提高空速可抑制CO2的生成,稀释气(水蒸气)的引入仅能部分抑制CO2的生成,对CO选择性和C2H6转化率的影响不大。