石油公司催化裂化催化劑現(xiàn)狀與發(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

22023/1/3目錄一、概述二、FCC催化劑的基礎(chǔ)知識三、國內(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32023/1/3一概述流化催化裂化經(jīng)過近七十年的發(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(shù)自工業(yè)化以來，由于自身優(yōu)勢，一直處于核心煉油技術(shù)的地位工藝成熟42023/1/3一概述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(dá)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(dá)49.28%，折合成減渣超過35%，達(dá)到2815.5噸，大大超過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%低碳烯烴重要來源：丙烯－中國40%，美國50%，世界30%重油高效轉(zhuǎn)化52023/1/3一概述汽油各調(diào)和組分所占比例(%)催化裂化對汽柴油的貢獻(xiàn)柴油各調(diào)和組分所占比例(%)1.1FCC的重要地位62023/1/3一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(yùn)轉(zhuǎn)，反應(yīng)工藝大體上經(jīng)歷了以下過程：72023/1/31.3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(shù)AkzoNobel,Davison,Engelhard,etal2000低碳烯烴、降硫和烯烴技術(shù)Shell,UOP,CCIC,AkzoNobel,etal82023/1/31.4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92023/1/3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)過程的主要圖示一概述102023/1/3FCC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)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，取得了顯著的進(jìn)步；國內(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)112022/12/25活性組分提供基本的重重要的裂化反反應(yīng)性能，目目前主要為各各類改性Y沸石基質(zhì)組分提供催化劑的的主要的物理理性質(zhì)及初級級反應(yīng)。包括括：高嶺土、、氧化鋁、粘粘結(jié)劑、功能能組分等。作作用為穩(wěn)定結(jié)結(jié)構(gòu)、提供熱熱載體等二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識2.1FCC催化劑的基本本組成122022/12/25二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識2.2催化劑微球顆顆粒的構(gòu)象132022/12/25二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識2.3Y型分子篩的結(jié)結(jié)構(gòu)活性組分是選選擇性裂化的的主要組份，，它對催化劑劑的活性，選選擇性和產(chǎn)品品性質(zhì)有重大大影響主要分子子篩結(jié)結(jié)構(gòu)142022/12/25二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識2.4ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)構(gòu)主要分子子篩結(jié)結(jié)構(gòu)特殊孔道結(jié)構(gòu)構(gòu)，提供擇形形裂化性能橢圓形10環(huán)直孔道近似圓形10環(huán)鋸齒形孔道152022/12/25二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識2.5ZSM-5分子篩的擇形形裂化性能功能分子子篩特特性多產(chǎn)低碳烯烴烴，提高汽油油辛烷值162022/12/25半合成方法：：先分別制備活活性組分和基基質(zhì)組分等單單獨(dú)組分，再再將其混合均均勻，用粘結(jié)結(jié)劑粘合，經(jīng)經(jīng)過噴霧干燥燥成型和后改改性獲得微球球催化劑產(chǎn)品品原位晶化方法法先將高嶺土預(yù)預(yù)制成高嶺土土微球，經(jīng)過過熱化學(xué)處理理和晶化過程程，在高嶺土土微球中原位位生長出所需需活性組分，，經(jīng)過后改性性獲得催化劑劑產(chǎn)品二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識2.6FCC催化劑的兩種種主要制備方方法172022/12/25二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識兩種制備備工藝藝催化劑機(jī)械混合形成微球高嶺土、分子子篩、粘結(jié)劑劑半合成制備工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182022/12/25二FCC催催化劑的基礎(chǔ)礎(chǔ)知識原位晶化過程程示意圖192022/12/25二FCC催化劑的的基礎(chǔ)知識識2.7兩種工藝催催化劑的構(gòu)構(gòu)成對比原位晶化催催化劑半半合成催化化劑202022/12/25二FCC催化劑的的基礎(chǔ)知識識原位晶化催催化劑的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)活性組分與與基質(zhì)之間間以化學(xué)鍵鍵相互連接接，催化劑劑水熱穩(wěn)定定性和H-轉(zhuǎn)移活性提提高活性組分分分散更好，，更有效地地提高了活活性基質(zhì)具有合合理的中孔孔和大孔分分布，提高高了重油轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化能力基質(zhì)具有尖尖晶石結(jié)構(gòu)構(gòu)，促進(jìn)了了催化劑對對重金屬的的化學(xué)吸附附和抗重金金屬污染能能力212022/12/25二FCC催化劑的的基礎(chǔ)知識識2.8催化劑各組組分的作用用活性組分改改性作用(1)除去雜質(zhì)離離子，如Na；(2)調(diào)變酸性；；(3)提高活性穩(wěn)穩(wěn)定性；(4)改善活性組組分的孔分分布基質(zhì)組分的的作用(1)改善催化劑劑的理化性性能，如強(qiáng)強(qiáng)度；(2)提高催化劑劑裂解重油油分子的能能力；(3)保護(hù)活性組組分，如作作為熱載體體和抗金屬屬污染能力力。222022/12/25FCC催化劑的基基本構(gòu)成包包括活性組組分和基質(zhì)質(zhì)組分FCC催化劑有兩兩種主要制制備方法：：半合成和和原位晶化化催化劑活性性組分承擔(dān)擔(dān)的主要是是反應(yīng)活性性，須與基基質(zhì)組分產(chǎn)產(chǎn)生協(xié)同作作用才能充充分發(fā)揮反反應(yīng)性能小結(jié)二FCC催化劑的的基礎(chǔ)知識識232022/12/25FCC催化劑的技技術(shù)含量高高，研發(fā)費(fèi)費(fèi)用高，具具有規(guī)?；a(chǎn)效益益，因此全全球FCC催化劑的研研發(fā)生產(chǎn)機(jī)機(jī)構(gòu)比較集集中目前主要集集中在Davison、Engelhard、Albemarle、CCIC、中石化和和中石油等等幾個主要要公司三國內(nèi)外外FCC催化劑的研研究進(jìn)展3.1主要研發(fā)機(jī)機(jī)構(gòu)242022/12/25三國內(nèi)外外FCC催化劑的研研究進(jìn)展3.1Davison公司的渣油油FCC催化劑Davison公司近年來來致力于氧氧化鋁溶膠膠催化劑平平臺，開發(fā)發(fā)了一系列列集其所有有渣油催化化劑功能集集于一身的的重油轉(zhuǎn)化化催化裂化化催化劑，，實現(xiàn)了渣渣油催化劑劑性能的突突破，使焦焦炭選擇性性更好，同同時對基質(zhì)質(zhì)進(jìn)一步優(yōu)優(yōu)化，實現(xiàn)現(xiàn)塔底油最最大裂解。。代表產(chǎn)品：：IMPACT、MIDAS、VANGUARD252022/12/25三國內(nèi)外外FCC催催化劑的研研究進(jìn)展3.1Davison公司的多產(chǎn)產(chǎn)丙烯FCC催化劑OlefinsMax采用適宜的的ZSM-5分子篩穩(wěn)定定化處理技技術(shù)，首次次使用高活活性ZSM-5助劑，活性性較高OlefinsUltra的內(nèi)在活性性非常高，，其獨(dú)特的的基質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)不僅保證證了高活性性，還具有有良好的抗抗金屬污染染性能基于IMPACT技術(shù)平臺，，開發(fā)了最最大化多產(chǎn)產(chǎn)丙烯(15%-20%)，同時生焦焦率低、抗抗重金屬污污染的Apex系列催化劑劑，包括Apex-140、Apex-150、Apex-200系列262022/12/25該公司近年年來FCC催化劑的技技術(shù)關(guān)鍵是是催化組合合技術(shù)，即即將其多種種ADZ分子篩技術(shù)術(shù)和選擇性性基質(zhì)材料料與適當(dāng)?shù)牡恼辰Y(jié)劑技技術(shù)相結(jié)合合，以控制制孔徑分布布，并使活活性中心均均勻分布，，基質(zhì)設(shè)計計的協(xié)同作作用產(chǎn)生了了一個獨(dú)特特的催化劑劑構(gòu)架，它它的開放孔孔結(jié)構(gòu)有利利于碳?xì)浠衔镅杆偎傥胶兔撁摳?。Albemarle近年來根據(jù)據(jù)催化組合合技術(shù)和新新開發(fā)的催催化劑粘結(jié)結(jié)劑技術(shù)開開發(fā)了許多多獨(dú)特的重重油催化裂裂化催化劑劑。三國內(nèi)外外FCC催催化劑的研研究進(jìn)展3.2Albemarle公司的FCC催化劑272022/12/25對于受燒焦能能力限制的渣渣油催化裂化化催化裝置，，一般應(yīng)選擇擇焦炭選擇性性好的渣油裂裂化催化劑，，有Opal、Coral和Centurion催化劑對于需要提高高渣油轉(zhuǎn)化率率的催化裂化化裝置，可采采用重油裂化化能力強(qiáng)的高高基質(zhì)活性催催化劑，有Amer和Ruby催化劑三國內(nèi)外FCC催化劑劑的研究進(jìn)展展3.2Albemarle公司的FCC催化劑282022/12/25以石科院為主主的研發(fā)機(jī)構(gòu)構(gòu)，近年來圍圍繞多產(chǎn)低碳碳烯烴，開發(fā)發(fā)了具有國際際影響力的FCC工藝技術(shù)和配配套的催化劑劑技術(shù)，催化化劑技術(shù)主要要在國內(nèi)蘭州州石化、齊魯魯石化和長嶺嶺煉化三大FCC催化劑廠家進(jìn)進(jìn)行工業(yè)化開開發(fā)國內(nèi)三大FCC催化劑廠家各各具有一定的的研發(fā)能力，，其中蘭州石石化相對最強(qiáng)強(qiáng)其它研發(fā)機(jī)構(gòu)構(gòu)包括中石化化洛陽石化公公司、石油大大學(xué)、大連化化物所等，從從事FCC助劑和催化新新材料的開發(fā)發(fā)三國內(nèi)外FCC催化劑劑的研究進(jìn)展展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)292022/12/25三國內(nèi)外FCC催化劑劑的研究進(jìn)展展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)重油催化化劑牌號主要特點(diǎn)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302022/12/25三國內(nèi)外FCC催化劑劑的研究進(jìn)展展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)降汽油烯烯烴牌號主要特點(diǎn)開發(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312022/12/25CRP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催化劑劑的研究進(jìn)展展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)多產(chǎn)低碳烯烴烴、DCC工藝專用劑常渣多產(chǎn)液化化氣、ARGG工藝專用劑減渣多產(chǎn)液化化氣、MGG工藝專用劑多產(chǎn)異丁烯、、異戊烯、汽汽油辛烷值高高重油裂解制乙乙烯、DCC工藝專用劑重油裂解制乙乙烯、丙烯、、CPP工藝專用劑多產(chǎn)液化氣、、柴油、降烯烯烴、MGD專用劑322022/12/25CHO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、、提高辛烷值值增產(chǎn)丙烯、提提高辛烷值摻煉重油、提提高柴油收率率降烯烴、提高高辛烷值降烯烴、重油油裂化強(qiáng)降烯烴、提高高辛烷值、重重油轉(zhuǎn)化強(qiáng)多產(chǎn)丙烯、提提高辛烷值硫含量降低33.4%，不影響產(chǎn)品品收率三國內(nèi)外FCC催化劑劑的研究進(jìn)展展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)332022/12/25國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)受受到高度重視視，具有良好好的研發(fā)基礎(chǔ)礎(chǔ)，基本跟上上了國際發(fā)展展水平。針對對中國原油特特點(diǎn)和市場需需求，開發(fā)了了具有中國特特色的重油催催化劑技術(shù)和和配套工藝催催化劑技術(shù)，，基本滿足了了國內(nèi)市場的的需求三國內(nèi)外FCC催化劑劑的研究進(jìn)展展3.3國內(nèi)FCC催化劑技術(shù)342022/12/25日益嚴(yán)格的清清潔燃料生產(chǎn)產(chǎn)重油深加工的的挑戰(zhàn)FCC過程多產(chǎn)低碳碳烯烴的挑戰(zhàn)戰(zhàn)FCC工藝過程清潔潔化的挑戰(zhàn)四FCC催催化劑技術(shù)發(fā)發(fā)展趨勢4.1FCC催化劑發(fā)展面面臨的挑戰(zhàn)352022/12/25研發(fā)焦炭產(chǎn)率率低的高端催催化劑系列產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)展新型載體體技術(shù)，提高高基質(zhì)活性，，孔道暢通，，利于重油轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)物擴(kuò)擴(kuò)散，提高抗抗金屬污染能能力，Ni+V大于20000ppmFCC過程原位大幅幅度脫硫催化化劑技術(shù)，配配合工藝直接接生產(chǎn)高標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)清潔汽油開發(fā)各種FCC改進(jìn)工藝配套套催化劑，真真正做到“量體裁衣，，一廠一劑””四FCC催催化劑技術(shù)發(fā)發(fā)展趨勢4.2重油催化劑發(fā)發(fā)展趨勢362022/12/25結(jié)束語FCC工藝是煉油工工業(yè)的核心技技術(shù)，半個多多世紀(jì)以來，，F(xiàn)CC催化劑和工藝藝技術(shù)有了巨巨大發(fā)展，但但是其產(chǎn)品和和工藝日益受受到石油資源源短缺和嚴(yán)格格環(huán)保要求的的發(fā)展，為適適應(yīng)可持續(xù)發(fā)發(fā)展的重大戰(zhàn)戰(zhàn)略實施，對對FCC催化劑技術(shù)發(fā)發(fā)展提出了新新挑戰(zhàn)，今后后將朝著重油油深度高效轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化、高標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)清潔燃料生生產(chǎn)、多產(chǎn)低低碳烯烴、FCC工藝過程和催催化劑生產(chǎn)過過程的清潔化化等主要方向向發(fā)展，持續(xù)續(xù)展示FCC工藝和催化劑劑的旺盛生命命力372022/12/25謝謝Thanks9、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。15:56:1915:56:1915:5612/25/20223:56:19PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2215:56:1915:56Dec-2225-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。15:56:1915:56:1915:56Sunday,December25,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2215:56:1915:56:19December25,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。25十十二二月月20223:56:19下下午午15:56:1912月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月223:56下下午12月-2215:56December25,202216、行動出成果果，工作出財財富。。2022/12/2515:56:1915:56:1925December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點(diǎn)的射線線向前。。3:56:19下午3:56下下午15:56:1912月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時停停止成成功?。?。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結(jié)果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。15:56:1915:56:1915:5612/25/20223:56:19PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。12月-2215:56:1915:56Dec-2225-Dec-2212、世間成成事，不不求其絕絕對圓滿滿，留一一份不足足，可得得無限完完美。。。15:56:1915:56:1915:56Sunday,December25,202213、不知香香積寺，，數(shù)里入入云峰。。。12月-2212月-2215:56:1915:56:19December25,202214、意志堅強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。25十二月月20223:56:19下午15:56:1912月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。十二月月223:56下下午午12月月-2215:56December25,202216、少少年年十十五五二二十十時時，，步步行行奪奪得得胡胡馬