催化裂化

由于自身優勢，催化裂化技術一直處于煉油產業鏈的核心的地位。

在催化裂化工藝中，催化劑對裝置的生產能力、產品產率及質量、經濟效益起主要影響，選擇好催化劑對催化裂化過程至關重要。

催化裂化催化劑工作原理

催化裂化的反應類型

(1)裂化反應

烷烴和烯烴：分子中間C-C鍵斷裂。

環烷烴：斷側鏈和開環。

芳烴：單環只能斷三個C以上的側鏈，不能開環。稠環都斷根部。

(2)異構化反應

骨架異構：五員環→六員環；正構→異構。

烯烴的鍵位移：雙鍵位置的變化。

空間結構改變：空間位置變形。

(3)氫轉移

氫從一個分子加到另一個烯烴分子上使之飽和。

(4)芳構化反應

鏈烴成環反應： 烷烴 →烯烴 →環烴 →芳烴。

(5)疊合反應

烯烴+烯烴→大分子烯烴。

(6)烷基化反應

烯烴與芳烴的加和，烯烴主要加在稠環芳烴上。

催化裂化反應步驟

●原料分子由主氣流擴散到催化劑表面(外)；

● 原料油分子沿催化劑微孔向催化劑的內部擴散；

● 油氣分子被催化劑內表面所吸附；

● 油氣分子在催化劑內表面進行化學反應；

● 反應產物分子自催化劑內表面脫附；

● 反應產物分子沿催化劑微孔向外擴散；

● 反應產物分子擴散到主氣流中去(外)。

催化裂化催化劑的發展

催化劑組成

活性組分

提供基本而重要的裂化反應性能，目前主要為各類改性Y沸石。

基質

提供催化劑的主要的物理性質及初級反應，包括高嶺土、氧化鋁、粘結劑、功能組分等，其作用為穩定結構、提供熱載體等。

催化劑的制備

制備方法

半合成方法

先分別制備活性組分和基質組分等單獨組分，再將其混合均勻，用粘結劑粘合，經過噴霧干燥成型和后改性獲得微球催化劑產品。

原位晶化方法

先將高嶺土預制成高嶺土微球，經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，經過后改性獲得催化劑產品。

催化劑發展

催化裂化催化劑的選用
根據產品要求選用催化劑

(1)多產汽油的催化劑

一般活性組分晶粒小，有較高的稀土含量。

沸石通道合適，約在0.75nm左右，且保證通暢，可接近內表面活性中心。

這類催化劑國內主要有：

Y-15、偏Y-15、LC-7、CRC-3、KBZ-2、LB-1、LCS-7等。

(2)多產柴油的催化劑

一般活性組分的二次孔(>2.0nm)較多，活性組分含量較低。

國產劑主要有:MLC、LRC、CC-20D等。

(3)多產低碳烯烴催化劑

活性組分的晶胞常數小，低稀土含量或無稀土。

國產劑主要有:RMG、RAG、CRP、CIP、CEP等。

(4)焦碳選擇性催化劑

活性組分的晶胞常數小，一般在2.425～2.430nm(通常,晶胞常數減少0.001nm,焦碳轉化率減少1%)。

低鈉含量，大孔徑，低比表面，以期最大限度改善汽提性能和抑制重金屬污染的分散和脫氫作用。

國產劑主要有CH-7、ZCM-7、CHZ-1、OB-3000、COMET-400等USY型劑及LCS-7、RHZ-200、CC-14等REHY型劑。

REHY型劑的焦碳選擇性劣于USY型劑,略優于REY型劑。

(5)提高汽油辛烷值催化劑

催化裂化發展了辛烷值助劑和超穩Y型沸石的催化劑可使空白辛烷值提高2-3個單位。

活性組分的晶胞常數小，一般為2.245～2.243nm(據報道晶胞常數減小0.004nm,汽油辛烷值(RON和MON)分別提高1.6和1.0)。

低鈉含量，低稀土含量或不含稀土，基質活性高， 活性組分中的非骨架鋁低的USY型劑。

國產劑主要有DOCR、DOCP等。

(6)降低汽油烯烴的催化劑

國產劑主要有:GOR、LBO等系列催化劑。

根據原料性質選擇催化劑

(1)根據原料的裂化性能選擇

催化劑的裂化活性一般隨以下因素而提高：沸石含量高，沸石晶粒小。稀土含量高，鋁含量高。載體比表面積大，有活性。

國產催化劑的裂化活性大致排列如下：

B-1=LC-7=CRC-1>LSC-7>共Y-15>KBZ>RHZ-200>RHZ-300>CC-14>OB-3000=COMET-400>CC-15>ZCM-7>CHZ-1

(2)按照催化原料的生焦傾向選擇

焦碳的來源分為原料焦、催化焦、汽提焦和污染焦四種。弄清裝置焦的主要來源是選擇催化劑的關鍵。

一般來說，生焦傾向大的原料應選擇裂化能力強、焦碳選擇性好的催化劑。

此外還要考慮裝置的再生形式和取熱形式及其他限制因素、對產品的要求等。

(3)按照原料的污染情況選擇

抗鎳催化劑

大孔徑，小比表面積(如LB-1、ZCM-7等)；基質中含有一定量的自由態SiO2或Al2O3；特殊設計的Ni封閉或Ni陷阱基質；加入抗Ni添加組分。

LB系列、DVR-1等。

一般認為，催化劑的抗鎳性能是全白土型>半合成型>全合成型。

也有人指出，超穩型>REY型。

抗釩催化劑

高沸石含量或小晶粒；大比表積，并含有自由態SiO2、Al2O3、RE2O3等的基質。

特殊設計的小孔陷阱或抗釩添加物(如海泡石等)；基質中添加Mg、Ca、Sr、BaTiO3等。

LVR-60、LB系列等。

催化裂化催化劑的生產廠家

中國石化催化劑有限公司 長嶺分公司

擁有50000噸/年 的催化裂化催化劑生產裝置。

CRMI-2、CGP-C系列、CDOS、CTZ、CRSC、ABC系列、MAC、CARC、CHZ-4、GOR-C、CDC、COR系列、CC-20D系列。

中國石化催化劑有限公司 齊魯分公司

分子篩生產能力15000噸/ 年。

CGP-1系列、RGD-1、RAG系列、MMC系列、DMMC系列、RICC系列、COKC系列、VRCC-1、ZDOS、RSC-2006、DVR系列、COMET-400、RMS-8、GOR-Ⅱ、MLC-500。

中國石油 蘭州石化催化劑廠

6000噸 /年超穩分子篩裝置

LCS-7、LV-23、lank-98、LRC-99、LBO-12、LBO-16、LCC系列、LDO-70 、LDO-75、LDO-70L、LVR-60R、LIP-200、LIP-300、LEO-1000、LOP-A。

青島惠城石化科技有限公司

20000噸/年催化裂化催化劑項目，其中合成NaY分子篩生產能力7000噸/年，包括HY、USY分子篩3000噸 /年，REY分子篩3000噸/年。

IC系列、AIC-120、AIC-530系列、AIC-950系列、UPC系列。

山西騰茂科技有限公司

TMC-06、TMC-07、TMC-08、TMC-09。

催化裂化催化劑發展方向

為適應21世紀可持續發展的重大戰略實施，FCC催化劑技術將朝著重油深度高效轉化、高標準清潔燃料生產（如降烯烴和硫等）、多產低碳烯烴、FCC工藝過程和催化劑生產過程的清潔化等主要方向發展。