中国石油呼和浩特石化分公司催化裂化催化剂现状及发展趋势（PPT 37页） .ppt

催化裂化催化剂现状 及发展趋势 沈 兴 第一联合项目组 中国石油呼和浩特石化分公司 petrochina huhhot petrochemical company 目 录 一、概述 二、fcc催化剂的基础知识 三、国内外fcc催化剂的研究进展 四、fcc催化剂技术发展趋势 date2 中国石油呼和浩特石化分公司 一 概述 n流化催化裂化经过近七十年的发展，技术成熟可靠 n催化裂化能最大量生产高辛烷值汽油组分 n原料适应性广，从馏分油到重质原料油均可加工 n转化深度大，轻质油品和液化气收率高 n装置压力等级低，操作条件相对缓和，投资省 n液化气中丙烯、丁烯等轻烯烃利用价值高 1.1 fcc的重要地位 催化裂化技术自工业化以来，由于自身优势，一直处于核 心炼油技术的地位 工 艺 成 熟 date3 中国石油呼和浩特石化分公司 一 概述 1.1 fcc的重要地位 n全球fcc加工能力占原油一次加工接近20%，中国40%，美 国35%，中国fcc能力超过1.0亿吨，居世界第二，美国约3 亿吨 n2002年，世界渣油催化达到1.48亿吨，占fcc总能力20% n我国fcc装置90%掺炼渣油，2003年掺渣高达49.28%，折 合成减渣超过35%，达到2815.5吨，大大超过了延迟焦化的 处理能力 n最主要运输燃料生产装置：汽油75%，柴油25% n低碳烯烃重要来源：丙烯中国40%，美国50%，世界30% 重 油 高 效 转 化 date4 中国石油呼和浩特石化分公司 一 概述 汽油各调和组分所占比例(%) 催化裂化对汽柴油的贡献 柴油各调和组分所占比例(%) 1.1 fcc的重要地位 date5 中国石油呼和浩特石化分公司 一 概述 移动床固定床流化床提升管 1936194119451956 天然 活性白土 合成硅铝 （片/粉/球） 合成硅铝 （微球） 分子筛 （微球） 1.2 fcc工艺的发展 从1936年第一套0.1mt/a的催化裂化工业装置开始运转，反 应工艺大体上经历了以下过程： date6 中国石油呼和浩特石化分公司 1.3 国外催化裂化催化剂的发展简史 一 概述 年代催化剂类型开发者 1915三氯化铝a.m.meafee 1928酸处理活性白土e.hondry 1940合成硅铝催化剂houdrysocony vacuum oil co. 1948微球催化剂的工业生产davison chemical co. 1962沸石裂化催化剂mobil oil co. 1964超稳y和稀土y裂化催化剂davison chemical co. 1972原位晶化催化剂engelhard 1986zsm-5型沸石催化剂mobil oil co. 1990新型渣油fcc催化剂技术akzo nobel, davison, engelhard, etal 2000低碳烯烃、降硫和烯烃技术shell, uop, ccic, akzo nobel, etal date7 中国石油呼和浩特石化分公司 1.4 国内催化裂化催化剂的发展简史 一 概述 年代催化剂类型开发者 1950天然白土与合成硅铝探索研究 1964硅铝小球裂化催化剂北京石科院与兰州石化公司 197313x型沸石催化剂兰州石化公司 1975y型沸石催化剂兰州石化公司 1981crc-1高密度裂化催化剂北京石科院与齐鲁石化公司 1983kbz半合成大密度催化剂长岭炼化公司 1987dasy沸石裂化催化剂北京石科院与齐鲁石化公司 1989chz新型渣油裂化催化剂北京石科院 1991zrp分子筛的引入北京石科院与长岭炼化公司 2000降汽油烯烃和多产低碳烯烃国内三大催化剂生产厂 date8 中国石油呼和浩特石化分公司 重质原料 烷烃、异构烃、芳烃 柴油裂化气 汽油 一次反应二次反应 二次反应 选择性裂化 二次反应 氢转移 异构化 芳构化 1.5 fcc反应过程的主要图示 一 概述 date9 中国石油呼和浩特石化分公司 nfcc工艺在炼油工艺中占有核心地位； nfcc工艺和催化剂技术经过半个多世纪的发 展，取得了显著的进步； n国内外均非常重视催化剂技术的发展，在 发展的里程碑上均作出了重要贡献。 一 概述 小结 date10 中国石油呼和浩特石化分公司 n活性组分 提供基本的重要的裂化反应性能，目前主要 为各类改性y沸石 n基质组分 提供催化剂的主要的物理性质及初级反应。 包括：高岭土、氧化铝、粘结剂、功能组分 等。作用为稳定结构、提供热载体等 二 fcc催化剂的基础知识 2.1 fcc催化剂的基本组成 date11 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 2.2 催化剂微球颗粒的构象 date12 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 2.3 y型分子筛的结构 活性组分是选择性裂化 的主要组份，它对催化 剂的活性，选择性和产 品性质有重大影响 主 要 分 子 筛 结 构 date13 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 2.4 zsm-5分子筛的结构 主 要 分 子 筛 结 构 特殊孔道结构，提供择形裂化性能 椭圆形10环直孔道 近似圆形10环 锯齿形孔道 date14 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 2.5 zsm-5分子筛的择形裂化性能 功 能 分 子 筛 特 性 多产低碳烯烃，提高汽油辛烷值 date15 中国石油呼和浩特石化分公司 n半合成方法： 先分别制备活性组分和基质组分等单独组分， 再将其混合均匀，用粘结剂粘合，经过喷雾干 燥成型和后改性获得微球催化剂产品 n原位晶化方法 先将高岭土预制成高岭土微球，经过热化学处 理和晶化过程，在高岭土微球中原位生长出所 需活性组分，经过后改性获得催化剂产品 二 fcc催化剂的基础知识 2.6 fcc催化剂的两种主要制备方法 date16 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 两 种 制 备 工 艺 催化剂 机械混合 形成微球 高岭土、分子筛、粘结剂 半合成制备工艺 后处理 催化剂 形成微球 原位晶化 高岭土 原位晶化制备工艺 后处理 date17 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 原位晶化过程示意图 date18 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 2.7 两种工艺催化剂的构成对比 原位晶化催化剂 半合成催化剂 date19 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 原位晶化催化剂的优点 n活性组分与基质之间以化学键相互连接，催化剂 水热稳定性和h-转移活性提高 n活性组分分散更好，更有效地提高了活性 n基质具有合理的中孔和大孔分布，提高了重油转 化能力 n基质具有尖晶石结构，促进了催化剂对重金属的 化学吸附和抗重金属污染能力 date20 中国石油呼和浩特石化分公司 二 fcc催化剂的基础知识 2.8 催化剂各组分的作用 n活性组分改性作用 (1)除去杂质离子，如na； (2)调变酸性； (3)提高 活性稳定性； (4)改善活性组分的孔分布 n基质组分的作用 (1)改善催化剂的理化性能，如强度； (2)提高催 化剂裂解重油分子的能力； (3)保护活性组分， 如作为热载体和抗金属污染能力。 date21 中国石油呼和浩特石化分公司 nfcc催化剂的基本构成包括活性组分和基质 组分 nfcc催化剂有两种主要制备方法：半合成和 原位晶化 n催化剂活性组分承担的主要是反应活性，须 与基质组分产生协同作用才能充分发挥反应 性能 小结 二 fcc催化剂的基础知识 date22 中国石油呼和浩特石化分公司 nfcc催化剂的技术含量高，研发费用高，具有规 模化生产效益，因此全球fcc催化剂的研发生产 机构比较集中 n目前主要集中在davison、engelhard、albemarle、 ccic、中石化和中石油等几个主要公司 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.1 主要研发机构 date23 中国石油呼和浩特石化分公司 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.1 davison公司的渣油fcc催化剂 ndavison公司近年来致力于氧化铝溶胶催化剂平 台，开发了一系列集其所有渣油催化剂功能集于 一身的重油转化催化裂化催化剂，实现了渣油催 化剂性能的突破，使焦炭选择性更好，同时对基 质进一步优化，实现塔底油最大裂解。 代表产品：impact、midas、vanguard date24 中国石油呼和浩特石化分公司 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.1 davison公司的多产丙烯fcc催化剂 nolefinsmax采用适宜的zsm-5分子筛稳定化处理 技术，首次使用高活性zsm-5助剂，活性较高 nolefinsultra的内在活性非常高，其独特的基质结 构不仅保证了高活性，还具有良好的抗金属污染 性能 n基于impact技术平台，开发了最大化多产丙烯 (15%-20%)，同时生焦率低、抗重金属污染的 apex系列催化剂，包括apex-140、 apex-150、 apex-200系列 date25 中国石油呼和浩特石化分公司 n该公司近年来fcc催化剂的技术关键是催化组合 技术，即将其多种adz分子筛技术和选择性基质 材料与适当的粘结剂技术相结合，以控制孔径分 布，并使活性中心均匀分布，基质设计的协同作 用产生了一个独特的催化剂构架，它的开放孔结 构有利于碳氢化合物迅速吸附和脱附。albemarle 近年来根据催化组合技术和新开发的催化剂粘结 剂技术开发了许多独特的重油催化裂化催化剂。 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.2 albemarle公司的fcc催化剂 date26 中国石油呼和浩特石化分公司 n对于受烧焦能力限制的渣油催化裂化催化装置， 一般应选择焦炭选择性好的渣油裂化催化剂，有 opal、coral和centurion催化剂 n对于需要提高渣油转化率的催化裂化装置，可采 用重油裂化能力强的高基质活性催化剂，有amer 和ruby催化剂 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.2 albemarle公司的fcc催化剂 date27 中国石油呼和浩特石化分公司 n以石科院为主的研发机构，近年来围绕多产低碳烯烃， 开发了具有国际影响力的fcc工艺技术和配套的催化剂 技术，催化剂技术主要在国内兰州石化、齐鲁石化和长 岭炼化三大fcc催化剂厂家进行工业化开发 n国内三大fcc催化剂厂家各具有一定的研发能力，其中 兰州石化相对最强 n其它研发机构包括中石化洛阳石化公司、石油大学、大 连化物所等，从事fcc助剂和催化新材料的开发 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.3 国内fcc催化剂技术 date28 中国石油呼和浩特石化分公司 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.3 国内fcc催化剂技术 重 油 催 化 剂 牌号主要特点开发者 orbit系列总液收高，低剂油比，大处理量北京石科院与齐鲁石化公司 lb系列抗ni、v污染，焦炭选择性好兰州石化公司 lv-23抗v污染，高液收北京石科院与兰州石化公司 mlc系列高轻收，柴油高北京石科院与齐鲁石化公司 cc-20d高轻收，柴油高北京石科院与长岭炼化公司 lrc-99油浆低，高轻收，柴油高北京石科院与兰州石化公司 dvr-1抗ni污染，焦炭选择性好北京石科院与齐鲁石化公司 lvr-60抗v污染，焦炭选择性好北京石科院与兰州石化公司 date29 中国石油呼和浩特石化分公司 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.3 国内fcc催化剂技术 降 汽 油 烯 烃 牌号主要特点开发者 gor系列烯烃降低10，重油转化能力强北京石科院与齐鲁石化公司 lgo系列烯烃降低10-15，收率高北京石科院与兰州石化公司 lbo系列烯烃降低15，辛烷值高，柴油高兰州石化公司 doco烯烃降低10，收率高北京石科院与长岭炼化公司 cdcm烯烃降低10-15，焦炭选择性好北京石科院与长岭炼化公司 lho-1烯烃降低15，抗ni、v，油浆低兰州石化公司 date30 中国石油呼和浩特石化分公司 ncrp系列催化剂 nrag系列催化剂 nrmg系列催化剂 nrfc系列催化剂 nlcm系列催化剂 ncep系列催化剂 nrgd系列催化剂 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.3 国内fcc催化剂技术 多产低碳烯烃、dcc工艺专用剂 常渣多产液化气、argg工艺专用剂 减渣多产液化气、mgg工艺专用剂 多产异丁烯、异戊烯、汽油辛烷值高 重油裂解制乙烯、dcc工艺专用剂 重油裂解制乙烯、丙烯、cpp工艺专用剂 多产液化气、柴油、降烯烃、mgd专用剂 date31 中国石油呼和浩特石化分公司 ncho系列助剂 nca系列助剂 nldc-971系列助剂 nlap系列助剂 nlgo-a系列助剂 nlbo-a系列助剂 nlcc-a系列助剂 nms-011降硫助剂 增产液化气、提高辛烷值 增产丙烯、提高辛烷值 掺炼重油、提高柴油收率 降烯烃、提高辛烷值 降烯烃、重油裂化强 降烯烃、提高辛烷值、重油转化强 多产丙烯、提高辛烷值 硫含量降低33.4%，不影响产品收率 三 国内外fcc催化剂的研究进展 3.3 国内fcc催化剂技术 date32 中国石油呼和浩特石化分公司 国内fcc催化剂技术受到高度重视，具有良好的 研发基础，基本跟上了国际发展水平。针对中国 原油特点和市场需求，开发了具有中国特色的重 油催化剂技术和配套工艺催化