中國(guó)石油呼和浩特石化分公司催化裂化催化劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

催化裂化催化劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司PetrochinaHuhhotPetrochemicalCompany

中國(guó)石油呼和浩特石化分公司22023/10/9目錄一、概述二、FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)三、國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展四、FCC催化劑技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司32023/10/9一概述流化催化裂化經(jīng)過(guò)近七十年的發(fā)展，技術(shù)成熟可靠催化裂化能最大量生產(chǎn)高辛烷值汽油組分原料適應(yīng)性廣，從餾分油到重質(zhì)原料油均可加工轉(zhuǎn)化深度大，輕質(zhì)油品和液化氣收率高裝置壓力等級(jí)低，操作條件相對(duì)緩和，投資省液化氣中丙烯、丁烯等輕烯烴利用價(jià)值高1.1FCC的重要地位催化裂化技術(shù)自工業(yè)化以來(lái)，由于自身優(yōu)勢(shì)，一直處于核心煉油技術(shù)的地位工藝成熟中國(guó)石油呼和浩特石化分公司42023/10/9一概述1.1FCC的重要地位全球FCC加工能力占原油一次加工接近20%，中國(guó)40%，美國(guó)35%，中國(guó)FCC能力超過(guò)1.0億噸，居世界第二，美國(guó)約3億噸2002年，世界渣油催化達(dá)到1.48億噸，占FCC總能力20%我國(guó)FCC裝置90%摻煉渣油，2003年摻渣高達(dá)49.28%，折合成減渣超過(guò)35%，達(dá)到2815.5噸，大大超過(guò)了延遲焦化的處理能力最主要運(yùn)輸燃料生產(chǎn)裝置：汽油75%，柴油25%低碳烯烴重要來(lái)源：丙烯－中國(guó)40%，美國(guó)50%，世界30%重油高效轉(zhuǎn)化中國(guó)石油呼和浩特石化分公司52023/10/9一概述汽油各調(diào)和組分所占比例(%)催化裂化對(duì)汽柴油的貢獻(xiàn)柴油各調(diào)和組分所占比例(%)1.1FCC的重要地位中國(guó)石油呼和浩特石化分公司62023/10/9一概述移動(dòng)床固定床流化床提升管1936194119451956天然活性白土合成硅鋁（片/粉/球）合成硅鋁（微球）分子篩（微球）1.2FCC工藝的發(fā)展從1936年第一套0.1Mt/a的催化裂化工業(yè)裝置開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，反應(yīng)工藝大體上經(jīng)歷了以下過(guò)程：中國(guó)石油呼和浩特石化分公司72023/10/91.3國(guó)外催化裂化催化劑的發(fā)展簡(jiǎn)史一概述年代催化劑類型開(kāi)發(fā)者1915三氯化鋁A.M.MeAfee1928酸處理活性白土E.Hondry1940合成硅鋁催化劑Houdry＆SoconyVacuumOilCo.1948微球催化劑的工業(yè)生產(chǎn)DavisonChemicalCo.1962沸石裂化催化劑MobilOilCo.1964超穩(wěn)Y和稀土Y裂化催化劑DavisonChemicalCo.1972原位晶化催化劑Engelhard1986ZSM-5型沸石催化劑MobilOilCo.1990新型渣油FCC催化劑技術(shù)AkzoNobel,Davison,Engelhard,etal2000低碳烯烴、降硫和烯烴技術(shù)Shell,UOP,CCIC,AkzoNobel,etal中國(guó)石油呼和浩特石化分公司82023/10/91.4國(guó)內(nèi)催化裂化催化劑的發(fā)展簡(jiǎn)史一概述年代催化劑類型開(kāi)發(fā)者1950天然白土與合成硅鋁探索研究1964硅鋁小球裂化催化劑北京石科院與蘭州石化公司197313X型沸石催化劑蘭州石化公司1975Y型沸石催化劑蘭州石化公司1981CRC-1高密度裂化催化劑北京石科院與齊魯石化公司1983KBZ半合成大密度催化劑長(zhǎng)嶺煉化公司1987DASY沸石裂化催化劑北京石科院與齊魯石化公司1989CHZ新型渣油裂化催化劑北京石科院1991ZRP分子篩的引入北京石科院與長(zhǎng)嶺煉化公司2000降汽油烯烴和多產(chǎn)低碳烯烴國(guó)內(nèi)三大催化劑生產(chǎn)廠中國(guó)石油呼和浩特石化分公司92023/10/9重質(zhì)原料烷烴、異構(gòu)烴、芳烴柴油裂化氣汽油一次反應(yīng)二次反應(yīng)二次反應(yīng)選擇性裂化二次反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移異構(gòu)化芳構(gòu)化1.5FCC反應(yīng)過(guò)程的主要圖示一概述中國(guó)石油呼和浩特石化分公司102023/10/9FCC工藝在煉油工藝中占有核心地位；FCC工藝和催化劑技術(shù)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，取得了顯著的進(jìn)步；國(guó)內(nèi)外均非常重視催化劑技術(shù)的發(fā)展，在發(fā)展的里程碑上均作出了重要貢獻(xiàn)。一概述小結(jié)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司112023/10/9活性組分提供基本的重要的裂化反應(yīng)性能，目前主要為各類改性Y沸石基質(zhì)組分提供催化劑的主要的物理性質(zhì)及初級(jí)反應(yīng)。包括：高嶺土、氧化鋁、粘結(jié)劑、功能組分等。作用為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、提供熱載體等二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.1FCC催化劑的基本組成中國(guó)石油呼和浩特石化分公司122023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.2催化劑微球顆粒的構(gòu)象中國(guó)石油呼和浩特石化分公司132023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.3Y型分子篩的結(jié)構(gòu)活性組分是選擇性裂化的主要組份，它對(duì)催化劑的活性，選擇性和產(chǎn)品性質(zhì)有重大影響主要分子篩結(jié)構(gòu)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司142023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.4ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)主要分子篩結(jié)構(gòu)特殊孔道結(jié)構(gòu)，提供擇形裂化性能橢圓形10環(huán)直孔道近似圓形10環(huán)鋸齒形孔道中國(guó)石油呼和浩特石化分公司152023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.5ZSM-5分子篩的擇形裂化性能功能分子篩特性多產(chǎn)低碳烯烴，提高汽油辛烷值中國(guó)石油呼和浩特石化分公司162023/10/9半合成方法：先分別制備活性組分和基質(zhì)組分等單獨(dú)組分，再將其混合均勻，用粘結(jié)劑粘合，經(jīng)過(guò)噴霧干燥成型和后改性獲得微球催化劑產(chǎn)品原位晶化方法先將高嶺土預(yù)制成高嶺土微球，經(jīng)過(guò)熱化學(xué)處理和晶化過(guò)程，在高嶺土微球中原位生長(zhǎng)出所需活性組分，經(jīng)過(guò)后改性獲得催化劑產(chǎn)品二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.6FCC催化劑的兩種主要制備方法中國(guó)石油呼和浩特石化分公司172023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)兩種制備工藝催化劑機(jī)械混合形成微球高嶺土、分子篩、粘結(jié)劑半合成制備工藝后處理催化劑形成微球原位晶化高嶺土原位晶化制備工藝后處理中國(guó)石油呼和浩特石化分公司182023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)原位晶化過(guò)程示意圖中國(guó)石油呼和浩特石化分公司192023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.7兩種工藝催化劑的構(gòu)成對(duì)比原位晶化催化劑半合成催化劑中國(guó)石油呼和浩特石化分公司202023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)原位晶化催化劑的優(yōu)點(diǎn)活性組分與基質(zhì)之間以化學(xué)鍵相互連接，催化劑水熱穩(wěn)定性和H-轉(zhuǎn)移活性提高活性組分分散更好，更有效地提高了活性基質(zhì)具有合理的中孔和大孔分布，提高了重油轉(zhuǎn)化能力基質(zhì)具有尖晶石結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了催化劑對(duì)重金屬的化學(xué)吸附和抗重金屬污染能力中國(guó)石油呼和浩特石化分公司212023/10/9二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)2.8催化劑各組分的作用活性組分改性作用

(1)除去雜質(zhì)離子，如Na；(2)調(diào)變酸性；(3)提高活性穩(wěn)定性；(4)改善活性組分的孔分布基質(zhì)組分的作用(1)改善催化劑的理化性能，如強(qiáng)度；(2)提高催化劑裂解重油分子的能力；(3)保護(hù)活性組分，如作為熱載體和抗金屬污染能力。中國(guó)石油呼和浩特石化分公司222023/10/9FCC催化劑的基本構(gòu)成包括活性組分和基質(zhì)組分FCC催化劑有兩種主要制備方法：半合成和原位晶化催化劑活性組分承擔(dān)的主要是反應(yīng)活性，須與基質(zhì)組分產(chǎn)生協(xié)同作用才能充分發(fā)揮反應(yīng)性能小結(jié)二FCC催化劑的基礎(chǔ)知識(shí)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司232023/10/9FCC催化劑的技術(shù)含量高，研發(fā)費(fèi)用高，具有規(guī)?；a(chǎn)效益，因此全球FCC催化劑的研發(fā)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)比較集中目前主要集中在Davison、Engelhard、Albemarle、CCIC、中石化和中石油等幾個(gè)主要公司三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.1主要研發(fā)機(jī)構(gòu)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司242023/10/9三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.1Davison公司的渣油FCC催化劑Davison公司近年來(lái)致力于氧化鋁溶膠催化劑平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了一系列集其所有渣油催化劑功能集于一身的重油轉(zhuǎn)化催化裂化催化劑，實(shí)現(xiàn)了渣油催化劑性能的突破，使焦炭選擇性更好，同時(shí)對(duì)基質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)塔底油最大裂解。

代表產(chǎn)品：IMPACT、MIDAS、VANGUARD中國(guó)石油呼和浩特石化分公司252023/10/9三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.1Davison公司的多產(chǎn)丙烯FCC催化劑OlefinsMax采用適宜的ZSM-5分子篩穩(wěn)定化處理技術(shù)，首次使用高活性ZSM-5助劑，活性較高OlefinsUltra的內(nèi)在活性非常高，其獨(dú)特的基質(zhì)結(jié)構(gòu)不僅保證了高活性，還具有良好的抗金屬污染性能基于IMPACT技術(shù)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了最大化多產(chǎn)丙烯(15%-20%)，同時(shí)生焦率低、抗重金屬污染的Apex系列催化劑，包括Apex-140、Apex-150、Apex-200系列中國(guó)石油呼和浩特石化分公司262023/10/9該公司近年來(lái)FCC催化劑的技術(shù)關(guān)鍵是催化組合技術(shù)，即將其多種ADZ分子篩技術(shù)和選擇性基質(zhì)材料與適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑技術(shù)相結(jié)合，以控制孔徑分布，并使活性中心均勻分布，基質(zhì)設(shè)計(jì)的協(xié)同作用產(chǎn)生了一個(gè)獨(dú)特的催化劑構(gòu)架，它的開(kāi)放孔結(jié)構(gòu)有利于碳?xì)浠衔镅杆傥胶兔摳健lbemarle近年來(lái)根據(jù)催化組合技術(shù)和新開(kāi)發(fā)的催化劑粘結(jié)劑技術(shù)開(kāi)發(fā)了許多獨(dú)特的重油催化裂化催化劑。三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.2Albemarle公司的FCC催化劑中國(guó)石油呼和浩特石化分公司272023/10/9對(duì)于受燒焦能力限制的渣油催化裂化催化裝置，一般應(yīng)選擇焦炭選擇性好的渣油裂化催化劑，有Opal、Coral和Centurion催化劑對(duì)于需要提高渣油轉(zhuǎn)化率的催化裂化裝置，可采用重油裂化能力強(qiáng)的高基質(zhì)活性催化劑，有Amer和Ruby催化劑三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.2Albemarle公司的FCC催化劑中國(guó)石油呼和浩特石化分公司282023/10/9以石科院為主的研發(fā)機(jī)構(gòu)，近年來(lái)圍繞多產(chǎn)低碳烯烴，開(kāi)發(fā)了具有國(guó)際影響力的FCC工藝技術(shù)和配套的催化劑技術(shù)，催化劑技術(shù)主要在國(guó)內(nèi)蘭州石化、齊魯石化和長(zhǎng)嶺煉化三大FCC催化劑廠家進(jìn)行工業(yè)化開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)三大FCC催化劑廠家各具有一定的研發(fā)能力，其中蘭州石化相對(duì)最強(qiáng)其它研發(fā)機(jī)構(gòu)包括中石化洛陽(yáng)石化公司、石油大學(xué)、大連化物所等，從事FCC助劑和催化新材料的開(kāi)發(fā)三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.3國(guó)內(nèi)FCC催化劑技術(shù)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司292023/10/9三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.3國(guó)內(nèi)FCC催化劑技術(shù)重油催化劑牌號(hào)主要特點(diǎn)開(kāi)發(fā)者Orbit系列總液收高，低劑油比，大處理量北京石科院與齊魯石化公司LB系列抗Ni、V污染，焦炭選擇性好蘭州石化公司LV-23抗V污染，高液收北京石科院與蘭州石化公司MLC系列高輕收，柴油高北京石科院與齊魯石化公司CC-20D高輕收，柴油高北京石科院與長(zhǎng)嶺煉化公司LRC-99油漿低，高輕收，柴油高北京石科院與蘭州石化公司DVR-1抗Ni污染，焦炭選擇性好北京石科院與齊魯石化公司LVR-60抗V污染，焦炭選擇性好北京石科院與蘭州石化公司中國(guó)石油呼和浩特石化分公司302023/10/9三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.3國(guó)內(nèi)FCC催化劑技術(shù)降汽油烯烴牌號(hào)主要特點(diǎn)開(kāi)發(fā)者GOR系列烯烴降低10，重油轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)北京石科院與齊魯石化公司LGO系列烯烴降低10-15，收率高北京石科院與蘭州石化公司LBO系列烯烴降低15，辛烷值高，柴油高蘭州石化公司DOCO烯烴降低10，收率高北京石科院與長(zhǎng)嶺煉化公司CDCM烯烴降低10-15，焦炭選擇性好北京石科院與長(zhǎng)嶺煉化公司LHO-1烯烴降低15，抗Ni、V，油漿低蘭州石化公司中國(guó)石油呼和浩特石化分公司312023/10/9CRP系列催化劑RAG系列催化劑RMG系列催化劑RFC系列催化劑LCM系列催化劑CEP系列催化劑RGD系列催化劑三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.3國(guó)內(nèi)FCC催化劑技術(shù)多產(chǎn)低碳烯烴、DCC工藝專用劑常渣多產(chǎn)液化氣、ARGG工藝專用劑減渣多產(chǎn)液化氣、MGG工藝專用劑多產(chǎn)異丁烯、異戊烯、汽油辛烷值高重油裂解制乙烯、DCC工藝專用劑重油裂解制乙烯、丙烯、CPP工藝專用劑多產(chǎn)液化氣、柴油、降烯烴、MGD專用劑中國(guó)石油呼和浩特石化分公司322023/10/9CHO系列助劑CA系列助劑LDC-971系列助劑LAP系列助劑LGO-A系列助劑LBO-A系列助劑LCC-A系列助劑MS-011降硫助劑增產(chǎn)液化氣、提高辛烷值增產(chǎn)丙烯、提高辛烷值摻煉重油、提高柴油收率降烯烴、提高辛烷值降烯烴、重油裂化強(qiáng)降烯烴、提高辛烷值、重油轉(zhuǎn)化強(qiáng)多產(chǎn)丙烯、提高辛烷值硫含量降低33.4%，不影響產(chǎn)品收率三國(guó)內(nèi)外FCC催化劑的研究進(jìn)展3.3國(guó)內(nèi)FCC催化劑技術(shù)中國(guó)石油呼和浩特石化分公司332023/10/9國(guó)內(nèi)FCC催化劑技術(shù)受到高度重視，具有良好的研發(fā)基礎(chǔ)，基本跟上了國(guó)際發(fā)展水平。針對(duì)中國(guó)原油特點(diǎn)和