FCC助剂制备技术及工业应用

重点收集了三种ＦＣＣ助剂的制备技术及工业应用情况，为技术人员研制开发及ＦＣＣ装置选择助剂提供参考。     

硅溶胶制备催化裂化催化剂的凝胶及性能研究

分别以酸、碱性硅溶胶为黏结剂制备催化裂化（FCC）催化剂,考察了催化剂制备过程中发生的凝胶现象及其原因,并将未发生凝胶的硅基黏结剂催化剂与铝基黏结剂催化剂进行了性能对比分析。结果表明:无论如何改变分子筛、硅溶胶、拟薄水铝石、盐酸等的加料顺序,均会发生凝胶;但不加入盐酸或拟薄水铝石,则不会发生凝胶;铝离子的存在是导致碱性硅溶胶发生凝胶的原因,但不引发酸性硅溶胶发生凝胶;电解质浓度过大是导致酸、碱性硅溶胶发生凝胶的共同原因;硅基黏结剂催化剂较铝基黏结剂催化剂的比表面积和B酸、L酸的总酸量均更大。     

气相法制备FCC催化剂活性组元的探索

研究表明，增加高硅Y型沸石中的金属离子含量，有助于降低FCC汽油中烯烃含量和硫含量。气相化学法能有效地提高金属离子在高硅Y型沸石中的交换度，其催化剂具有好的选择性氢转移活性。固定流化床评价结果表明，与常规水热法制备的USY催化剂相比，以大庆常压渣油为原料，汽油中烯烃含量可从对比剂的27．54％降至23．39％，而硫含量从l010mg/L降至756mg/L。同时还具有高的水热稳定性及焦炭选择性。原因在于气相化学法能制备出品格完整、孔道畅通、具有较高金属离子含量的高硅Y型沸石，从而为制备降低汽油烯烃和硫含量催化剂的活性组元开辟了一条新途径。     

FCC催化剂抗金属技术对渣油裂化操作的影响

加工难以处理的渣油原料的ＦＣＣ装置在操作中经常面临如何处理催化藏量金属杂质含量高的难题。首先要考虑的污染金属是Ｎｉ与Ｖ，它们会损害催化剂的活性和选择性。     

FCC催化剂介绍

简要介绍了几种催化裂化催化剂的性能和特点。     

催化裂化柴油轻重馏分的裂化性能研究

分别对石蜡基和中间基的催化裂化柴油进行实沸点切割,根据各窄馏分中的芳烃分布规律将两种催化裂化柴油切割成轻重馏分.在小型固定流化床反应装置上,使用MLc-500催化剂,研究了催化裂化柴油及其轻重馏分的裂化性能,并对主要产物分布和汽油组成与原料组成之间的关系进行了关联,以便为催化裂化柴油的回炼提供基础数据.结果表明,催化裂化柴油轻馏分回炼有利于生产优质高辛值汽油.     

催化裂化顶循环油裂化性能的研究

在小型固定流化床实验装置(FFB)上,采用MLC-500裂化催化剂,在空速5 h-1、剂油质量比8、反应温度460～540 ℃的条件下对顶循环油裂化性能进行研究。结果表明,在裂化过程中,有17.41%的顶循环油转化为汽油馏分,有利于提高催化裂化汽油产率;液体产物中低碳数、高辛烷值组分含量高,催化裂化汽油产物中芳烃质量分数达50%以上。汽油产物中的芳烃主要来自于顶循环油中烷基苯的裂化反应,该途径的贡献超过75%。在此基础上,提出顶循环油中各组分在催化裂化过程中的理想反应模式。     

催化裂化催化剂脱钠工艺及微反活性研究

采用不同Na2O含量的分子筛制备不同Na2O含量的催化裂化催化剂,通过焙烧、铵盐洗涤等后处理工艺脱除其中的钠,考察了焙烧温度、铵盐用量、洗涤次数对催化剂中Na2O含量及其微反活性的影响。结果表明,用不同Na2O含量的分子筛制备的催化剂在焙烧温度小于450℃时Na2O含量均随焙烧温度变化不大;用不同量的硫酸铵洗涤时对催化剂中Na2O含量的影响较小,经过2次焙烧及洗涤过程,催化剂中Na2O质量分数都可以达到工业要求;经硫酸铵洗涤后的催化剂在焙烧温度为300~400 ℃时,老化后催化剂活性变化不大,而当焙烧温度升高至500 ℃以上时,催化剂的比表面积及活性均出现明显下降趋势。根据催化剂中Na2O含量与催化剂微反活性的关系,得到两者的经验关联式为：Y= -9.59ln(X) + 29.08,其中Y为催化剂的微反活性,X为催化剂中Na2O含量。     

利用废渣制备催化裂化催化剂及其催化性能研究

采用X射线荧光光谱、N₂吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱等分析手段对催化裂化催化剂生产过程所产生的废渣进行分析,并研究了废渣脱除杂质的处理工艺;利用优化处理的废渣或/和高岭土为载体、分子筛为活性组分经喷雾干燥制备催化裂化催化剂,分析催化剂的物化性质,并利用固定流化床装置评价催化剂性能。结果表明：pH为3.0、搅拌时间为20 min、NH₄Cl投料比为20%、温度为60℃、洗涤介质为NH₄Cl、先洗涤后焙烧再洗涤是处理催化剂废渣的最佳工艺条件;在反应温度为480℃、剂油质量比为7.5、质量空速为4 h^-1、原料油为大庆减压蜡油的条件下,与以高岭土为载体的催化剂相比,综合考虑优选载体中废渣质量分数在10%～20%的催化剂具有更强的重油转化能力,产物液体收率和汽油选择性更高,汽油组成中异构烷烃含量高、烯烃含量低。     

ZRP沸石对FCC汽油催化裂解产丙烯的影响

 本文研究了550℃，常压，加有水蒸气条件下，FCC汽油在ZRP沸石上的催化裂解反应，研究了ZRP硅铝比变化和稀土改性ZRP对反应的影响。通过实验结果分析和反应前后反应物与产物分布的计算研究表明，丙烯生产是通过FCC汽油中烯烃进行裂化反应实现的。提高烯烃的选择转化率、促进裂化反应和提高丙烯产品的选择性将有利于丙烯产量的增加。提高ZRP沸石硅铝比能够增加沸石的强酸量，提高烯烃的转化率，提高低碳烯烃的选择性，但丁烯选择性高于丙烯的选择性。稀土改性的ZRP沸石能够增加强酸量，提高烯烃的转化率，提高丙烯的产品选择性。     

FCC汽油叠合生产柴油催化剂的制备及其催化性能

 采用浸渍法制备了FCC汽油叠合生产柴油催化剂，考察了活性金属Ni负载量、助催化剂、催化剂制备条件对催化剂性能的影响，以及催化剂的稳定性和再生性能。结果表明，在活性金属Ni质量分数为8%、助剂Sn质量分数为1.0%、浸渍时间6h、焙烧温度500℃、焙烧时间4.0h的条件下制备的叠合催化剂具有良好的催化性能、稳定性和再生性能。在反应温度210℃、压力2.5Mpa、体积空速1.0-1的条件下，叠合柴油体积收率到50.1%，符合-35#柴油质量标准。     

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。     

重油催化裂化催化剂孔体积对其裂化性能的影响

通过调节拟薄水铝石无机酸酸化条件制备了2种孔体积不同的重油催化裂化催化剂;采用X射线衍射、吡啶吸附红外光谱、场发射扫描电子显微镜等手段及裂化反应装置研究了催化剂的物化性质和重油裂化性能。结果表明：催化剂Cat-1、Cat-2的孔体积分别为0.46 cm3/g、0.36 cm3/g,Cat-1的孔体积显著高于Cat-2的孔体积;在反应温度为530 ℃、剂油质量比为5的条件下,与使用Cat-2催化剂相比,使用Cat-1催化剂,重油转化率提高6.86百分点,目标产物液化气及汽油收率大幅上升,副产物干气和焦炭选择性明显下降。     

镍污染方式对催化剂裂化性能的影响

研究了催化裂化催化剂中镍含量及镍污染方式对催化剂活性和选择性的影响机理。结果表明，镍对催化剂性能的影响与污染方式有关，镍的存在使催化剂的活性下降，在镍含量相当的情况下，对催化剂活性的影响程度接近。镍的毒性表现为强烈的催化脱氢作用，它使裂化反应选择性变差，但工业平衡剂中镍对催化剂选择性的影响小于实验室污染剂。工业平衡剂中的镍通过减少催化剂活性中心数量，从而影响催化剂的活性；实验室污染剂上的镍通过在催化剂表面附着、阻塞分子筛孔道，减少反应物分子对活性中心的可接近性，从而影响催化剂的活性和选择性。     

FCC汽油催化裂化制取丙烯的反应性能

分别考察了不同族组成的FCC汽油、FCC汽油窄馏分和几种模型化合物（1-己烯、3-甲基戊烷、正己烷和环己烷）催化裂化生成丙烯的性能。结果表明,高烯烃含量的FCC汽油催化裂化具有较高的转化率和丙烯产率。1-己烯、3-甲基戊烷、正己烷裂化环己烷生成丙烯的平均速率比1:2.0:2.5:32.5。在FCC汽油窄馏分催化裂化生成丙烯过程中,轻馏分裂化生成丙烯的贡献大于重馏分,因此回炼FCC汽油轻馏分制取丙烯是一种较好的选择。1-己烯的催化裂化反应中,主要发生裂化反应,占49%~69%,并且该比例随着反应温度的升高而增大;氢转移反应占15%~28%,并且随反应温度升高先增加后减小,在550℃时达到27.50%;聚合及环化反应分别占15%~28%,10%~15%。