FCC催化剂发展方向探讨

增辛烷值FCC催化剂已成为当前世界研制、生产和使用的主要炼油催化剂品种。国外现正在进一步完善水热处理法USY类型沸石制备技术,包括降低NaO_2和RE_2O_2含量,提高硅铝比和辅以活性大孔载体和择型沸石ZSM-5。在制备高稳定性超稳沸石方面已取得突破性进展,其水热稳定性、汽油选择性、焦炭产率及渣油裂化性能全面优于水热法USY。辛烷值与水热法相当,净效益是增加汽油辛烷值桶。     

不同分子筛对n-C_(12)催化裂化转化规律的影响

以正十二烷(n-C12)为模型化合物,在固定床微反装置上考察了USY,β,ZSM-5分子筛单独使用及其相互配合使用对链烷烃裂化产物的碳数分布和烃类组成的影响,尤其是对低碳烯烃(丙烯和丁烯)选择性及其收率的影响,并通过XRD,BET,XRF,NH3-TPD,Py-FTIR等分析手段对所采用的3种分子筛的基本性质进行了表征。实验结果表明,强酸比例较高的β分子筛对n-C12的裂化活性明显高于USY分子筛,且对丁烯尤其是异丁烯的选择性较高;当β分子筛与ZSM-5分子筛混合作为n-C12裂化的催化剂时,低碳烯烃的选择性却低于USY分子筛与ZSM-5分子筛混合的催化剂;但β分子筛较强的裂化性能使其与USY和ZSM-5分子筛中的一种或两种混合时,具有较高的n-C12转化率,所以在一定程度上也可以增产低碳烯烃。     

丁基苯在不同分子筛催化剂上的催化裂化规律

以丁基苯为模型化合物,在小型固定流化床装置中研究了USY,Beta,ZSM-5分子筛催化剂上丁基苯的催化裂化转化规律。实验结果表明,在剂油质量比为6、反应温度由460℃升高至540℃的条件下,USY分子筛催化剂上丁基苯裂化反应的选择性小于90%;Beta分子筛催化剂上丁基苯裂化反应的选择性小于97%;甲基茚满和异构化产物的选择性相对较低;较高反应温度下(540℃),Beta分子筛催化剂上萘的选择性明显低于USY;ZSM-5分子筛催化剂上主要发生丁基苯的裂化反应,裂化反应的选择性高于95%;裂化产物主要是苯,选择性高于90%。     

USY催化剂再生后碳含量对催化裂化性能的影响

本文通过胜利蜡油在小型提升管催化裂化装置上试验,考察了超稳 Y(USY)型催化剂再生后碳含量对催化裂化性能的影响,结果表明:USY 催化剂再生后焦炭主要分布在USY 分子筛的酸性中心上,引起裂化活性下降;随着再生剂碳含量降低,汽油产率提高,干气及焦炭产率下降,汽油辛烷值损失不大。USY 再生剂碳主要影响活性及选择性,对产品性质影响较小,所以,工业生产使用 USY 催化剂时,一定要完全再生,尽可能使再生剂碳含量小于0.05m％,从而提高汽油辛烷值桶,增加装置的经济效益。     

FCC汽油模型化合物在不同分子筛中扩散行为的分子模拟研究

 根据FCC汽油的PONA(Paraffines, Olefines, Naphthenes and Aromatics)分析结果，确定了不同结构的FCC汽油模型化合物。采用半经验量子力学方法计算了所选模型化合物分子的尺寸，用分子动力学方法计算了模型化合物分子在Y、ZSM-5和β分子筛孔道中的扩散能垒。计算结果表明，模型化合物分子在分子筛中的扩散能垒与其自身的尺寸和分子筛孔径大小密切相关。Y和β分子筛孔径较大，不同结构模型化合物分子在这两种分子筛中的扩散能垒差别不大；ZSM-5分子筛的孔径较小，与汽油模型化合物分子尺寸相近，不同结构模型化合物分子在ZSM-5分子筛中的扩散能垒具有明显的差别。实验结果证明，ZSM-5对FCC汽油具有优良的裂化选择性，能够使汽油中的烯烃选择性地裂化为C3、C4烯烃。在降低FCC汽油烯烃含量的同时，实现了增产丙烯的目的。     

介孔ZSM-5分子筛的制备及其在催化裂化反应中的应用

以NaOH为碱源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为骨架保护剂,通过碱抽提方法制备新型介孔ZSM-5分子筛,并考察其催化裂化反应性能。结果表明:相对于传统碱抽提方法制备的介孔ZSM-5分子筛,新型介孔ZSM-5分子筛的比表面积和孔体积以及结晶度显著提高;与ZSM-5分子筛和传统碱抽提方法制备介孔ZSM-5分子筛相比,新型介孔ZSM-5分子筛的微反活性分别提高19百分点和13百分点,裂化产物汽油产率分别增加18.8百分点和12.6百分点,汽油组分辛烷值分别增加1.9和1.4个单位。     

催化剂中Y与ZSM-5分子筛比例对裂化、齐聚和氢转移反应的协作影响

本研究的目的是通过考察催化剂中Y分子筛和ZSM-5分子筛的优化组成,来开发新型催化剂以实现催化裂化过程中同时获得低烯烃含量汽油和高丙烯产率。本研究中制备了5种不同Y分子筛和ZSM-5分子筛比例的复配催化剂,采用小型固定流化床反应器,以催化汽油为原料,在480℃反应温度下考察了复配催化剂中Y和ZSM-5的协同作用对质子化裂化、β-断裂、齐聚和氢转移反应选择性的影响。结果表明：复配分子筛催化剂（Y：ZSM-5=1：4）具有最高的质子化裂化和β断裂反应的能力,甚至高于纯ZSM-5分子筛催化剂。另一方面,复配分子筛催化剂（Y：ZSM-5=3：2）的氢转移反应能力最高,而纯Y分子筛催化剂具有最高的齐聚反应能力。对所有5种催化剂而言,提高转化率均会增强质子化裂化和氢转移反应的选择性,但会减少β-断裂反应的选择性。然而,转化率增加时,齐聚反应的选择性未见明显增加。     

四种改性ZSM—5型分子筛催化剂裂化和芳构化性能的研究

本文采用不同的改性方法制备了ZZSM-5、NZSM-5、WZSM-5和RZSM-5四种改性的ZSM-5型分子筛催化剂,并以辽河常三线油为原料考察了它们的裂化和芳构化性能、再生性能、活性和稳定性及载气对其催化性能的影响。结果表明,采用NZSM-5分子筛催化剂,可以得到较高的汽油收率和BTX收率,过裂化现象也不严重;采用ZZSM-5催化剂,汽油馏分中的BTX含量可以高达87.5％;在实验条件下,再生次数增加,WZSM-5和RZSM-5的BTX收率上升幅度较大。WZSM-5型分子筛催化剂具有很好的活性和稳定性。采用氢气作载气时WZSM-5的裂化和芳构化性能优于氮气作载气的结果。     

β沸石的催化裂化反应性能

分别以催化汽油、直馏柴油、重油为原料,对硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))为14的β沸石和硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))为31的ZSM-5分子筛催化剂的催化裂化反应性能进行了对比评价.结果表明,β沸石对汽油组分的选择裂化能力弱于ZSM-5分子筛,而对柴油组分的裂化能力强于ZSM-5分子筛.β沸石作为助剂在催化裂化反应中有利于减少汽油损失、提高重油转化和轻油收率,也可起到增产丙烯、提高汽油辛烷值的作用.     

重质费-托合成油在不同分子筛催化剂上的裂化反应性能研究

采用小型固定流化床实验装置,考察了活性组分分别为USY,Beta,ZRP分子筛的3种催化剂对重质费-托合成油裂化反应性能的影响,重点研究了不同分子筛催化剂对汽油产率及性质的影响。结果表明：USY催化剂作用下的汽油产率最高,汽油中异构烷烃质量分数高达39.87%;Beta和ZRP催化剂作用下的液化气产率分别高达52.44%和50.92%,且液化气中丙烯的浓度高。不同分子筛催化剂对重质费-托合成油催化裂化性能的差别在于其反应机理不同,重质费-托合成油在ZRP催化剂中主要发生单分子反应,而在USY催化剂中双分子反应很活跃;Beta催化剂中主要发生单分子反应,其双分子反应活性高于ZRP分子筛,但低于USY分子筛。     

正己烷在直接法高硅Y型分子筛上的催化裂化性能

研究了用直接合成法制备的高硅NaY分子筛和常规NaY分子筛在同样的条件下经离子交换成HY、水热处理成USY后,其催化裂化正己烷的催化性能.由直接法合成的高硅NaY分子筛和常规NaY分子筛经同样的条件处理所得的氢型和USY型试样的正己烷裂化的实验结果与常规Y试样相比,直接法高硅Y试样具有较高的转化率、氢转移指数和较好的异构化活性.     

几种新型分子筛对催化裂化汽油的改质性能研究

在固定床微反装置上,对比考察了几种新型分子筛材料对催化裂化汽油的催化改质反应性能及β沸石在不同反应温度下的催化反应规律。结果表明,β沸石具有较好的异构化和芳构化能力,并随反应温度的升高,其裂解和芳构化能力逐渐增强,异构烃产率逐渐降低;工业低硅ZSM-5型分子筛的裂化活性较强;催化裂化汽油经改质后其烯烃含量均有所降低,且辛烷值基本不变。     

NiW?USY分子筛催化剂的煤焦油加氢裂化性能

以高硅铝比USY分子筛为裂化活性组分、Ni和W为加氢活性组分,采用共浸渍法制备了一系列不同USY分子筛含量的加氢裂化催化剂。使用NH3-TPD,BET,XRD,XPS,HRTEM等手段对催化剂进行表征,并以中/低温煤焦油加氢精制后柴油馏分为原料,在固定床加氢装置上考察催化剂的加氢裂化性能。结果表明:含USY分子筛的Ni-W催化剂具有较高的煤焦油加氢裂化活性,其裂化活性主要源于USY分子筛的酸性;适宜USY分子筛含量(30%)的催化剂在产品油质量收率大于95%的前提下,可使原料油的密度(20℃)由0.899 0g/cm3降至0.848 5g/cm3,多环芳烃几乎裂解完全,C/H摩尔比由7.32降至6.89,50%馏出温度由304℃降至270℃,同时可使十六烷指数由40.0升至43.5。     

洛阳石化工程公司开发成功FCC增产丙烯助剂

由中国石化洛阳石化工程公司和洛阳分公司共同研发的LPI-1型催化裂化增产丙烯助剂已通过了由中国石化股份公司组织的技术鉴定。与会专家认为，该助剂通过对ZSM-5择形分子筛和载体的改性，提高了对汽油烯烃裂化的选择性，在增产丙烯的同时防止汽油烯烃含量的提高，项目达到了国际同类产品先进水平。目前正在申请中国专利。     

分子筛孔结构和酸性对正癸烷加氢裂化反应性能的影响

采用XRD,BET,NH3-TPD方法对不同孔结构的Beta、ZSM-5分子筛和两种不同介孔体积的Y 型分子筛Y1、Y2进行表征,以正癸烷为模型化合物考察四种分子筛制备的加氢裂化催化剂的反应性能。结果表明,Beta分子筛的活性和异构选择性最高,Y型分子筛次之,ZSM-5分子筛的活性和异构选择性最低。对于Y 型分子筛,介孔体积较大的Y2分子筛的异构癸烷选择性较高。在Beta和Y型分子筛上,正癸烷主要按照三支链叔碳正离子β-裂化机理生成较多的支链产物;在ZSM-5分子筛上,正癸烷主要按照单支链仲碳正离子β-裂化机理生成较多的直链产物。     

脱铝八面沸石的研究进展

<正> 1 前言McDanied和Mahr于1968年报道了八面沸石(Y型沸石)经水热处理过程制备超稳Y(USY)沸石的方法。USY由于其酸性强、裂化活性高、水热稳定性好、氢转移性能较缓和以及裂化产物中烯烃多、汽油辛烷值高、结炭少、     

β沸石的合成及其在裂化催化剂中的应用

采用水热法合成β沸石并进行了表征 ,比较了β沸石标样、自制β沸石和工业β沸石试样的各项物化指标。考察了裂化催化剂中引入 β沸石对催化活性和产品分布的影响 ,对USY沸石与ZSM -5、β沸石两种或多种沸石复配作为活性组分的裂化催化剂进行了较全面的评价和比较。结果表明 :β沸石引入裂化催化剂能明显提高裂化活性并降低积碳的生成 ,能增加异构烯烃 (iC4 =+iC5=)和汽油的产率 ,提高汽油辛烷值。USY、ZSM -5和 β沸石三者复配作为活性组分可提高裂化催化剂的综合指标 ,(iC4 =+iC5=)产率较参比催化剂提高 1 5 0 % ,汽油产品辛烷值 (RON)提高 2 0 5。     

多级孔ZSM-5分子筛在增产丙烯助剂中的应用

研究了多级孔ZSM-5分子筛(MZSM-5)与常规ZSM-5分子筛的不同,并考察了其在增产丙烯助剂中的应用效果。结果表明：MZSM-5具有更多的二次孔,介孔率高,有利于大分子的扩散和裂化;与以常规ZSM-5分子筛为活性组元的助剂MP-0相比,在转化率基本相当的情况下,在以MZSM-5为活性组元的助剂MP-1作用下,产物液化气收率更高,柴油和油浆收率更低,丙烯收率和液化气中丙烯含量更高。MP-1助剂的加入可使汽油中的部分烯烃和异构烷烃转化为丙烯,同时可使部分柴油转化为汽油组分,从而减小汽油收率的下降幅度,提高丙烯选择性。工业应用结果表明,与不加助剂时相比,在助剂添加量(w)仅为系统藏量的2%时,液化气收率增加1.38百分点,液化气中丙烯体积分数增加1.48百分点,产品分布明显改善。     

含介孔ZSM-5分子筛的柴油加氢脱硫催化剂的性能研究

以添加不同量的介孔ZSM-5分子筛的Al2O3为载体,MoO3-CoO为金属活性组分,考察了介孔ZSM-5分子筛的含量对柴油加氢脱硫活性的影响。采用直馏柴油评价催化剂的加氢脱硫活性。结果表明,随着介孔分子筛ZSM-5含量的增加,催化剂的加氢脱硫活性先增加后降低,介孔分子筛ZSM5加入量为12%的催化剂C12-ZSM5活性最高,比对比剂C0-ZSM5和C12-普-ZSM5的活性高,说明向载体中添加介孔ZSM-5分子筛能够有效地提高催化剂的加氢脱硫活性。     

超稳Y分子筛的化学改性研究

采用齐鲁石化公司催化剂厂生产的超稳Y分子筛 (USY)为原料 ,分别进行了酸、磷以及酸—磷复合的化学改性处理。以此改性分子筛作活性组分制成FCC催化剂 ,用轻、重油微反装置对催化剂进行了性能评价。试验结果表明 :酸处理的USY分子筛制成的FCC催化剂 ,具有较高的裂化活性 ;磷改性的分子筛 ,可改善催化剂抗积炭性能 ;酸—磷复合改性的分子筛催化剂 ,既可提高催化剂的裂化活性 ,又可降低催化剂的焦炭产率。