中國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

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

中國石油呼和浩特石化分公司22023/10/9目錄一、概述二、FCC催化劑的基礎知識三、國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展四、FCC催化劑技術發(fā)展趨勢中國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)過近七十年的發(fā)展，技術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性廣，從餾分油到重質(zhì)原料油均可加工轉化深度大，輕質(zhì)油品和液化氣收率高裝置壓力等級低，操作條件相對緩和，投資省液化氣中丙烯、丁烯等輕烯烴利用價值高1.1FCC的重要地位催化裂化技術自工業(yè)化以來，由于自身優(yōu)勢，一直處于核心煉油技術的地位工藝成熟中國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40%，美國35%，中國FCC能力超過1.0億噸，居世界第二，美國約3億噸2002年，世界渣油催化達到1.48億噸，占FCC總能力20%我國FCC裝置90%摻煉渣油，2003年摻渣高達49.28%，折合成減渣超過35%，達到2815.5噸，大大超過了延遲焦化的處理能力最主要運輸燃料生產(chǎn)裝置：汽油75%，柴油25%低碳烯烴重要來源：丙烯－中國40%，美國50%，世界30%重油高效轉化中國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(%)催化裂化對汽柴油的貢獻柴油各調(diào)和組分所占比例(%)1.1FCC的重要地位中國石油呼和浩特石化分公司62023/10/9一概述移動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)裝置開始運轉，反應工藝大體上經(jīng)歷了以下過程：中國石油呼和浩特石化分公司72023/10/91.3國外催化裂化催化劑的發(fā)展簡史一概述年代催化劑類型開發(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AkzoNobel,Davison,Engelhard,etal2000低碳烯烴、降硫和烯烴技術Shell,UOP,CCIC,AkzoNobel,etal中國石油呼和浩特石化分公司82023/10/91.4國內(nèi)催化裂化催化劑的發(fā)展簡史一概述年代催化劑類型開發(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嶺煉化公司2000降汽油烯烴和多產(chǎn)低碳烯烴國內(nèi)三大催化劑生產(chǎn)廠中國石油呼和浩特石化分公司92023/10/9重質(zhì)原料烷烴、異構烴、芳烴柴油裂化氣汽油一次反應二次反應二次反應選擇性裂化二次反應氫轉移異構化芳構化1.5FCC反應過程的主要圖示一概述中國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工藝和催化劑技術經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，取得了顯著的進步；國內(nèi)外均非常重視催化劑技術的發(fā)展，在發(fā)展的里程碑上均作出了重要貢獻。一概述小結中國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)及初級反應。包括：高嶺土、氧化鋁、粘結劑、功能組分等。作用為穩(wěn)定結構、提供熱載體等二FCC催化劑的基礎知識2.1FCC催化劑的基本組成中國石油呼和浩特石化分公司122023/10/9二FCC催化劑的基礎知識2.2催化劑微球顆粒的構象中國石油呼和浩特石化分公司132023/10/9二FCC催化劑的基礎知識2.3Y型分子篩的結構活性組分是選擇性裂化的主要組份，它對催化劑的活性，選擇性和產(chǎn)品性質(zhì)有重大影響主要分子篩結構中國石油呼和浩特石化分公司142023/10/9二FCC催化劑的基礎知識2.4ZSM-5分子篩的結構主要分子篩結構特殊孔道結構，提供擇形裂化性能橢圓形10環(huán)直孔道近似圓形10環(huán)鋸齒形孔道中國石油呼和浩特石化分公司152023/10/9二FCC催化劑的基礎知識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)組分等單獨組分，再將其混合均勻，用粘結劑粘合，經(jīng)過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制成高嶺土微球，經(jīng)過熱化學處理和晶化過程，在高嶺土微球中原位生長出所需活性組分，經(jīng)過后改性獲得催化劑產(chǎn)品二FCC催化劑的基礎知識2.6FCC催化劑的兩種主要制備方法中國石油呼和浩特石化分公司172023/10/9二FCC催化劑的基礎知識兩種制備工藝催化劑機械混合形成微球高嶺土、分子篩、粘結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石油呼和浩特石化分公司182023/10/9二FCC催化劑的基礎知識原位晶化過程示意圖中國石油呼和浩特石化分公司192023/10/9二FCC催化劑的基礎知識2.7兩種工藝催化劑的構成對比原位晶化催化劑半合成催化劑中國石油呼和浩特石化分公司202023/10/9二FCC催化劑的基礎知識原位晶化催化劑的優(yōu)點活性組分與基質(zhì)之間以化學鍵相互連接，催化劑水熱穩(wěn)定性和H-轉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，提高了重油轉化能力基質(zhì)具有尖晶石結構，促進了催化劑對重金屬的化學吸附和抗重金屬污染能力中國石油呼和浩特石化分公司212023/10/9二FCC催化劑的基礎知識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，如強度；(2)提高催化劑裂解重油分子的能力；(3)保護活性組分，如作為熱載體和抗金屬污染能力。中國石油呼和浩特石化分公司222023/10/9FCC催化劑的基本構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的主要是反應活性，須與基質(zhì)組分產(chǎn)生協(xié)同作用才能充分發(fā)揮反應性能小結二FCC催化劑的基礎知識中國石油呼和浩特石化分公司232023/10/9FCC催化劑的技術含量高，研發(fā)費用高，具有規(guī)?；a(chǎn)效益，因此全球FCC催化劑的研發(fā)生產(chǎn)機構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主要公司三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.1主要研發(fā)機構中國石油呼和浩特石化分公司242023/10/9三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.1Davison公司的渣油FCC催化劑Davison公司近年來致力于氧化鋁溶膠催化劑平臺，開發(fā)了一系列集其所有渣油催化劑功能集于一身的重油轉化催化裂化催化劑，實現(xiàn)了渣油催化劑性能的突破，使焦炭選擇性更好，同時對基質(zhì)進一步優(yōu)化，實現(xiàn)塔底油最大裂解。

代表產(chǎn)品：IMPACT、MIDAS、VANGUARD中國石油呼和浩特石化分公司252023/10/9三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展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，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，其獨特的基質(zhì)結構不僅保證了高活性，還具有良好的抗金屬污染性能基于IMPACT技術平臺，開發(fā)了最大化多產(chǎn)丙烯(15%-20%)，同時生焦率低、抗重金屬污染的Apex系列催化劑，包括Apex-140、Apex-150、Apex-200系列中國石油呼和浩特石化分公司262023/10/9該公司近年來FCC催化劑的技術關鍵是催化組合技術，即將其多種ADZ分子篩技術和選擇性基質(zhì)材料與適當?shù)恼辰Y劑技術相結合，以控制孔徑分布，并使活性中心均勻分布，基質(zhì)設計的協(xié)同作用產(chǎn)生了一個獨特的催化劑構架，它的開放孔結構有利于碳氫化合物迅速吸附和脫附。Albemarle近年來根據(jù)催化組合技術和新開發(fā)的催化劑粘結劑技術開發(fā)了許多獨特的重油催化裂化催化劑。三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.2Albemarle公司的FCC催化劑中國石油呼和浩特石化分公司272023/10/9對于受燒焦能力限制的渣油催化裂化催化裝置，一般應選擇焦炭選擇性好的渣油裂化催化劑，有Opal、Coral和Centurion催化劑對于需要提高渣油轉化率的催化裂化裝置，可采用重油裂化能力強的高基質(zhì)活性催化劑，有Amer和Ruby催化劑三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.2Albemarle公司的FCC催化劑中國石油呼和浩特石化分公司282023/10/9以石科院為主的研發(fā)機構，近年來圍繞多產(chǎn)低碳烯烴，開發(fā)了具有國際影響力的FCC工藝技術和配套的催化劑技術，催化劑技術主要在國內(nèi)蘭州石化、齊魯石化和長嶺煉化三大FCC催化劑廠家進行工業(yè)化開發(fā)國內(nèi)三大FCC催化劑廠家各具有一定的研發(fā)能力，其中蘭州石化相對最強其它研發(fā)機構包括中石化洛陽石化公司、石油大學、大連化物所等，從事FCC助劑和催化新材料的開發(fā)三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術中國石油呼和浩特石化分公司292023/10/9三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術重油催化劑牌號主要特點開發(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石油呼和浩特石化分公司302023/10/9三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術降汽油烯烴牌號主要特點開發(fā)者GOR系列烯烴降低10，重油轉化能力強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系列催化劑三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術多產(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、重油裂化強降烯烴、提高辛烷值、重油轉化強多產(chǎn)丙烯、提高辛烷值硫含量降低33.4%，不影響產(chǎn)品收率三國內(nèi)外FCC催化劑的研究進展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術中國石油呼和浩特石化分公司332023/10/9國內(nèi)FCC催化劑技術受到高度重視，具有良好的研發(fā)基礎，基本跟上了國際發(fā)展水平。針對中國原油特點和