煉化裝置催化劑簡(jiǎn)介

(煉化裝置催化劑種類、用途、組分、反應(yīng)后狀態(tài)等內(nèi)容)

煉油、石油化工的核心技術(shù)是催化技術(shù)，催化技術(shù)的靈魂是催化劑，在現(xiàn)代煉油和化學(xué)工業(yè)中，90%以上的化學(xué)反應(yīng)是通過(guò)催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。在催化反應(yīng)中，催化裂化催化劑是石油工業(yè)消耗量最大的催化劑，國(guó)產(chǎn)汽油的80%和柴油的40%均來(lái)自催化裂化。催化劑行業(yè)的進(jìn)步對(duì)促進(jìn)石油化工等支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及保護(hù)人類生存的環(huán)境等都有極重要的作用，全球催化劑市場(chǎng)的需求變化也反映了這種發(fā)展趨勢(shì)。

一、 催化劑概述

(一) 定義

在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑，又叫觸媒。

(二) 基本特性

催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率，劑對(duì)反應(yīng)具有選擇性；催化劑只能加速熱力學(xué)上可能進(jìn)行的反應(yīng)；催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，不改變化學(xué)平衡，意味著對(duì)正方向有效的催化劑，對(duì)反方向的反應(yīng)也有效。

二、煉化裝置催化劑種類

(一)常用煉油催化劑的種類

1.FCC 催化劑

2.加氫催化劑

3.RH系列裂化催化劑

4.超穩(wěn)分子篩催化劑

5.DDC工藝技術(shù)專用催化劑

6.脫氫催化劑

7.氧化和氨氧化催化劑

8.芳烴裝置用的催化劑

9.烯烴聚合催化劑

10.茂金屬催化劑

(二)常用催化劑簡(jiǎn)單簡(jiǎn)介

1.FCC 催化劑

Albemarle公司開(kāi)發(fā)了一種工業(yè)化的改進(jìn)型FCC催化劑— — 新型專有ADZT100沸石技術(shù)。利用這項(xiàng)技術(shù)，該公司已經(jīng)推出了一族新的名為ACTION系列的FCC催化劑。這種新催化劑可以用來(lái)提高車用燃料的產(chǎn)量或提高汽油的辛烷值，或兩者兼顧。辛烷、作為烷基化原料的LPG烯烴和高度異構(gòu)化汽油的價(jià)值正在不斷上升因此這種新催化劑能夠幫助煉油行業(yè)在滿足對(duì)燃料的環(huán)保要求的同時(shí)提高利潤(rùn)效益。這種催化劑針對(duì)兩種用途進(jìn)行設(shè)計(jì)。ACTION LV是最大限度增產(chǎn)液體產(chǎn)品的催化劑。這種高劑油比的催化劑在生產(chǎn)最大量液體產(chǎn)品的同時(shí)能夠改進(jìn)辛烷值并增產(chǎn)C4烯烴。ACTION BC則是一種適用于重油裂化的催化劑，設(shè)計(jì)用來(lái)裂化重油，改進(jìn)辛烷值并增產(chǎn)Cd烯烴。

2.加氫催化劑

（1）煉油用RN-1型低壓加氫催化劑。該催化劑以烷基鋁水解的氫氧化鋁為原料擠條成三葉草型的氧化鋁載體W-Ni系加氫精制催化劑,獲中國(guó)發(fā)明專利。該催化劑由于改善了孔分布, 與同類催化劑相比有較高的活性, 在達(dá)到同樣的脫硫、脫氮水平, 其反應(yīng)溫度低或可在較高的空速下操作。該催化劑孔分布集中, 強(qiáng)度較高, 壓碎強(qiáng)度24.3Kg/cm2,新推出的RN-10和RN-100催化劑強(qiáng)度更高,反應(yīng)床層壓降更低。該催化劑廣泛適用于汽油、煤油、各種柴油等加氫精制過(guò)程, 已在國(guó)內(nèi)工業(yè)裝置上使用, 并出口意大利。

（2）裂解制乙烯裝置用的碳三餾份液相加氫除炔催化劑

該催化劑是我國(guó)自行研究開(kāi)發(fā)的, 具有高活性、高選擇性、良好的穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。與美國(guó)Lummous公司共同開(kāi)發(fā)的碳三餾份液相加氫新工藝獲得了美國(guó)專利和中國(guó)專利。韓國(guó)、日本和印尼等先后采用了該專利技術(shù)及國(guó)產(chǎn)催化劑, 催化劑已在國(guó)內(nèi)外十余套裝置中使用。

3.RH系列裂化催化劑

RH系列催化裂化催化劑是在稀土Y、氫型催化劑的基礎(chǔ)上, 采用了新的改性技術(shù)組合后, 開(kāi)發(fā)成功的合成催化劑。由于催化劑在分子篩中引入了RE/H, 使反應(yīng)中氫轉(zhuǎn)移得到進(jìn)一步抑制, 從而有利于改善焦炭的選擇性, 提高了汽油的辛烷值。此外由于載體制備工藝方法的改進(jìn), 保證了催化劑有良好的耐磨性;采用不同比例的RE/H和不同的晶胞常數(shù), 不同堆比, 可滿足不同的需要。

4.超穩(wěn)分子篩催化劑

為適應(yīng)重油催化裂化的需要研制成功具有穩(wěn)定性優(yōu)良、抗污染能力強(qiáng)、汽油辛烷值高、焦炭產(chǎn)率低、有良好的重油裂化能力的超穩(wěn)分子篩催化劑。其中, ZCM-7超穩(wěn)分子篩催化劑活性穩(wěn)定性好、輕質(zhì)油收率高、焦炭選擇性好、汽油辛烷值高;CHZ催化劑抗釩性能突出;LCH催化劑平衡活性穩(wěn)定性以及抗金屬污染能力、焦炭選擇性均較好。這3種催化劑均適用于重油或摻渣油催化裂化

5.DDC工藝技術(shù)專用催化劑

配合我國(guó)研究開(kāi)發(fā)的多產(chǎn)丙烯和高辛烷值汽油的深度催化裂解DDC工藝技術(shù)圈研制了配套專用催化劑CRP。該成套工藝技術(shù)已經(jīng)美國(guó)S&W公司出口到泰國(guó)TPI, 并將提供相應(yīng)的配套CPR-1型催化劑。此外, 還有最大量生產(chǎn)低碳烯烴和汽油MGG工藝技術(shù)專用的催化劑RMG多產(chǎn)異構(gòu)烯烴的MIO工藝技術(shù)專用的催化劑RFC。

6.脫氫催化劑

目前苯乙烯的生產(chǎn)主要采用乙苯催化脫氫技術(shù), 研究開(kāi)發(fā)的GS系列乙苯脫氫催化劑具有高活性和穩(wěn)定性, 可用于絕熱式和等溫式反應(yīng)器。已先后在國(guó)內(nèi).6萬(wàn)噸/年和3萬(wàn)噸/年工業(yè)絕熱式裝置應(yīng)用, 效果很好。在正常反應(yīng)溫度和壓力下, 乙苯空速為 0.4-0.6 h-1, 水蒸氣/乙苯重量比為1.3-1.5。乙苯轉(zhuǎn)化率可達(dá)65%,苯乙烯選擇性為96%, 單程收率為64.2%。

7.氧化和氨氧化催化劑

國(guó)內(nèi)研制的YS系列催化劑的特點(diǎn)是活性和選擇性下降較慢,YS-5催化劑選擇性保證值為81%, 實(shí)際可達(dá)82%, 在經(jīng)過(guò)數(shù)年的連續(xù)運(yùn)行后, 其選擇性仍可保證在78%以上, 已獲得中國(guó)、美國(guó)和歐洲專利。該催化劑已在國(guó)內(nèi)3套工業(yè)裝置上使用, 其中, 最大為揚(yáng)子石化公司20萬(wàn)噸/年環(huán)氧乙烷裝置。

國(guó)內(nèi)研制的用于流化床丙烯氨氧化制丙烯腈的MB系列催化劑是一種新型的細(xì)顆粒催化劑。該催化劑與國(guó)外同類催化劑相比, 反應(yīng)活性高, 穩(wěn)定性好,AN單程收率高, 丙烯單耗低,AN產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定, 純度可達(dá)99.65%, 已獲中國(guó)、美國(guó)和歐洲等多項(xiàng)專利, 并成功應(yīng)用在國(guó)內(nèi)多套萬(wàn)噸級(jí)丙烯腈生產(chǎn)裝置上。

8.芳烴裝置用的催化劑

（1）重整催化劑

PR系列重整催化劑是Pt-Re雙金屬重整催化劑, 能在苛刻的催化重整條件下增加芳烴產(chǎn)率和提高催化劑壽命, 牌號(hào)有CB-6和CB-7 。該催化劑適用于中壓或低壓半再生裝置, 全國(guó)很多固定床重整裝置中已有大部分使用了該系列催化劑。 CB-8重整催化劑的特點(diǎn)是貴金屬含量低, 鉑為0.15%（m),錸為0.03%（m),比國(guó)外同類催化劑低32%, 因而生產(chǎn)成本低, 而且具有良好的活性、選擇性、再生性和強(qiáng)度。該催化劑已獲中國(guó)和美國(guó)專利。

（2）甲苯岐化催化劑

通過(guò)甲苯岐化和碳九芳烴烷基轉(zhuǎn)移增產(chǎn)苯和二甲苯是調(diào)節(jié)石油芳烴中各組份比例, 以滿足產(chǎn)需平衡的有效手段。為實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的ZA甲苯岐化催化劑具有空速高、轉(zhuǎn)化率高、穩(wěn)定性高和再生性好。目前已在國(guó)內(nèi)5套工業(yè)裝置上使用, 其效果良好。在反應(yīng)溫度為360-480℃ , 壓力為3.0Pa的條件下, 甲苯和碳九的總轉(zhuǎn)化率為40%-44%, 苯和二甲苯總選擇性為96.5%, 該催化劑在使用初期反應(yīng)溫度低、能耗低, 從而提高了生產(chǎn)能力。

（3）二甲苯異構(gòu)化催化劑

國(guó)內(nèi)研制的SKI系列異構(gòu)化催化劑具有良好的活性和選擇性, 單程C8損失小, 對(duì)二甲苯產(chǎn)率高。由于該催化劑的酸性組份由分子篩提供, 操作簡(jiǎn)單, 省去了鹵素型催化劑的連續(xù)補(bǔ)氯, 避免了設(shè)備腐蝕。該催化劑已成功地在國(guó)內(nèi)多套裝置上使用, 具有國(guó)際先進(jìn)水平。

9.烯烴聚合催化劑

生產(chǎn)聚丙烯用的N催化劑是屬于第三代高效催化劑, 是Ti-Mg體系共沉淀生成的新型催化劑。催化劑粉末平均粒徑在10-15μm左右, 固體催化劑顆粒屬于多級(jí)結(jié)構(gòu), 其原始粒子小于0.01μm。該催化劑有很高的比表面(150-400m2/g), 在X射線衍射圖上不出現(xiàn)MgCI特征峰, 所以不是通常所說(shuō)的鈦載體載負(fù)在MgCI上的載體催化劑, 而是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鈦鎂型催化劑。

10.茂金屬催化劑

80年代起國(guó)外開(kāi)始茂金屬催化劑用于烯烴聚合的研究, 發(fā)展十分迅速, 這是繼Ziegler-Natta催化劑和高效負(fù)載型催化劑之后的最新一代烯烴聚合催化劑。國(guó)內(nèi)在這方面研究也取得了進(jìn)展, 其中間規(guī)選擇性茂金屬催化劑及其間規(guī)聚丙烯合成, 已經(jīng)研制出結(jié)構(gòu)組成新、化學(xué)穩(wěn)定性良好、間規(guī)選擇性高的烯烴聚合茂金屬催化劑, 用于丙烯聚合首次得到間規(guī)聚丙烯(SSP) , 表征結(jié)果表明, 三單元以上間規(guī)立構(gòu)單元之和大于92 % , 熔點(diǎn)Tm139, 分子量Mw46萬(wàn), 分子量分布DI.88。