渣 油 催 化 裂 化 催 化 剂

炼油工艺学渣油催化裂化引言在石油炼制过程中，渣油是一种常见原料。

由于渣油的成分复杂，使其直接用作生产高附加值产品的难度较大。

为了实现渣油的高效利用，炼油工艺中采用了催化裂化技术，通过裂解长链烃化合物，将渣油转化为高价值的汽油等产品。

本文将介绍炼油工艺中的渣油催化裂化技术。

渣油催化裂化原理催化裂化是一种利用酸性催化剂，在一定的反应条件下将长链烃化合物裂解为短链烃化合物的过程。

在渣油催化裂化过程中，渣油经过预处理后进入催化裂化装置，与催化剂接触发生反应。

催化剂的选择是关键，常用的催化剂有硅铝酸盐等，具有良好的酸性和稳定性。

渣油催化裂化的反应过程为：长链烃化合物在酸性催化剂表面吸附并发生裂解，生成短链烃化合物。

裂解反应主要发生在催化剂的酸性活性位上，生成的短链烃化合物被快速脱附出催化剂的表面，最终收集得到裂解产物。

裂解反应的主要产物为低碳烷烃，例如乙烯、丙烯等。

渣油催化裂化装置渣油催化裂化装置是整个催化裂化过程的核心设备。

一般来说，该装置包括预处理装置、催化裂化反应器和分离装置等。

预处理装置预处理装置的主要作用是对渣油进行初步的处理，去除其中的杂质和重金属等有害成分。

预处理过程包括去除硫化物、重金属和混合气等操作。

通过预处理，可以提高催化裂化反应器的稳定性，延长催化剂的使用寿命。

催化裂化反应器催化裂化反应器是渣油催化裂化过程中最关键的设备之一。

它是一个高温高压反应器，一般由多层反应床组成。

渣油在反应床中与催化剂接触发生裂解反应，生成短链烃化合物。

反应床的催化剂层根据不同的反应区域选择不同的催化剂类型，以提高产物的选择性。

分离装置分离装置的主要功能是将催化裂化反应生成的产物分离出来。

分离过程中采用了多级分离技术，通过调整温度和压力等条件，使不同碳数的烃化合物在分离器中分别得到收集。

最终，可以得到汽油、液化石油气等高附加值产品。

渣油催化裂化工艺控制在渣油催化裂化过程中，控制工艺参数对于提高产品质量和降低能耗具有重要影响。

石油裂解催化剂
石油裂解催化剂是催化裂化过程中关键的化学物质，主要用于将重质石油原料（如渣油、减压蜡油等）转化为轻质石油产品，例如汽油、柴油和液化石油气。

裂解过程是在高温条件下进行的，并且在有催化剂参与的情况下可以更有效地把大分子烃类化合物分解为较小的、更有价值的分子。

石油裂解催化剂通常包含活性组分和载体或基质两部分：
1.活性组分：通常是酸性材料，如沸石（比如ZSM-5）、硅酸铝或者含有某些金属氧化物（如氧
化铝、氧化钛等）的混合物。

这些活性成分能够吸附并活化原料烃分子，促使它们发生裂解反应。

2.载体或基质：提供稳定的物理结构以支撑活性组分，并有助于提高催化剂的热稳定性和抗金属污
染的能力。

载体材料同样对催化剂性能有着重要影响。

现代石油裂解催化剂设计上强调以下几个特点：
1.提高裂解选择性，使得产物分布更加优化。

2.增强催化剂的耐热稳定性与抗积碳能力。

3.抗金属污染，因为原料中可能含有的金属杂质会降低催化剂活性。

4.通过科学配方和制备工艺改进催化剂的再生性能，延长使用寿命。

石油裂解催化剂的研发与生产对于提高炼油厂的产品收率、优化资源利用及降低环境污染具有重要意义。

全球范围内，多家化工公司如美国格雷斯、雅宝、德国巴斯夫等都在此领域处于领先地位。

渣油加氢处理-催化裂化双向组合（RICP）技术中国石化石油化工科学硏究院开发的渣油加氢-催化裂化双向组合（RICP）技术是将催化裂化装置中回炼的重循环油（HCO）掺入渣油加氢原料中，作为渣油加氢原料的稀释油，和渣油一起加氢后作为催化裂化原料。

RICP技术对渣油加氢和催化裂化两套装置均有改善效果：对渣油加氢装置，高芳香性的HCO促进了渣油加氢反应；对催化裂化装置，因HCO加氢后再作为催化裂化原料，轻油收率可提高1~3百分点，焦炭收率下降。

本技术已获授权专利13件。

♦RICP技术将传统工艺中RFCC装置原本自身回炼的HCO改为输送到渣油加氢装置,和渣油一起加氢后再作为RFCC原料。

高芳香性的HCO掺入到渣油加氢原料中，促进了渣油加氢反应并抑制了渣油加氢催化剂结焦；加氢后的HCO再回催化裂化装置作为原料，提高了催化裂化处理量和轻油收率。

♦通过改变HCO抽出位置并增设精密过滤器除去HCO中催化剂颗粒，避免了HCO中催化剂颗粒对渣油加氢装置的影响。

♦装置改造费用低，工业上易实施。

氢气减压渣油固定床渣油加氢>350°C加氢渣油渣油催化裂化―干气―液化气―汽油―柴油HCO▲RICP技术工艺流程示意4气体»石脑油»柴油4油浆主要技术指标：♦渣油加氢装置进料中可掺入5%〜30%的HCO作为稀释油，相应可顶替同样比例的直馏蜡油。

♦RICP技术与常规渣油加氢-重油催化裂化组合工艺相比，催化裂化装置处理能力可提高4%〜5%,轻质油收率增加1〜3百分点，油浆产率下降1〜3百分点，焦炭产率降低0.1〜0.5百分点。

▲中国石化齐鲁分公司1.5Mt/a年渣油加氢和0.8Mt/a催化裂化装置与传统的渣油加氢-催化裂化单向组合技术（现有技术）相比,RICP技术的轻油收率高1〜3百分点，催化裂化处理量和掺渣量也有所提高，因此具有更高的经济和社会效益。

RICP技术于2006年5月在中国石化齐鲁分公司1.5Mt/a渣油加氢装置和0.8Mt/a催化裂化装置进行了工业应用试验。

催化裂化装置催化剂钠中毒分析和对策郭翠翠，赵振华（青岛惠城环保科技股份有限公司，山东省青岛市２６６５５５）摘要：３个炼油厂催化裂化装置因平衡剂中钠质量分数增加至约１１０００μｇ／ｇ而发生钠中毒现象，Ｚ炼油厂催化裂化装置油浆收率升高，Ｆ炼油厂催化裂化平衡剂活性由６７．４％降低至５２．４％，轻油收率由７９．８７％降低至７６．４４％。

Ｚ炼油厂通过更换新的电脱盐设备和采用平衡剂置换，降低了平衡剂中钠、钒含量，使油浆收率降低１．３％。

Ｆ炼油厂因原料性质差，将新鲜剂单耗提高至５．５ｋｇ／ｔ后，平衡剂中钠含量无明显变化，活性恢复至６２．０％，轻油收率恢复至７８．３％，可基本维持较好的产品分布。

Ｊ炼油厂因平衡剂中金属含量较低，钒质量分数为１０００μｇ／ｇ，通过将催化剂单耗提高至１．０ｋｇ／ｔ，可以较好地保持平衡剂活性。

通过分析，加强电脱盐、采用催化剂置换、使用抗金属助剂等可以有效预防和处理催化剂钠中毒事故。

关键词：催化裂化装置　催化剂　钠中毒　电脱盐　置换　钝化剂和助剂 近几十年来因石油资源的日益紧缺，一些重质油或渣油也常作为催化裂化原料［１］。

造成催化裂化催化剂中毒的重金属常存在于渣油中，在催化裂化反应中，渣油中的镍、钒、铁、钙、钠等不断沉积在催化剂上，造成催化剂活性和选择性下降，使轻质油产品收率下降，焦炭产率增加［２］。

其中催化剂的钠中毒需要重视，因为钠不仅会中和催化剂的酸性中心而使催化剂中毒失去活性，还会与催化剂表面上沉积的钒产生低熔点共熔物，使催化剂热稳定性降低，此外还会导致ＣＯ助燃剂中毒，使助燃剂用量显著增加［３］。

通过３个生产案例，研究催化裂化催化剂钠中毒现象，控制和处理钠中毒产生的影响，对催化裂化持续稳定生产具有长远和现实意义。

１　Ｚ炼油厂催化剂钠中毒１．１　Ｚ炼油厂催化剂钠中毒现象概述Ｚ炼油厂催化裂化装置为两器同轴式重油催化裂化装置，加工能力为６５０ｋｔ／ａ，加工原料油主要为自产常压渣油和外购常压渣油，原料性质比较稳定，金属镍、钒含量较高。

催化剂分公司是国内最大的炼油、化工催化剂生产商、供应商，主导产品有催化裂化催化剂、加氢催化剂、重整催化剂、聚乙烯催化剂、聚丙烯催化剂、基本有机化工原料催化剂、炼油及化工助剂、吸附剂等。

炼油催化剂
聚烯烃催化剂
基本有机化工原料催化剂：
甲苯歧化与烷基转移催化剂、醋酸乙烯催化剂、丙烯腈催化剂、对苯二甲酸精制钯炭催化剂、YS系列银催化剂、苯和乙烯液相烷基化催化剂、乙苯脱氢催化剂、PX吸附剂、碳三馏分液相选择加氢催化剂、碳三馏分气相选择加氢催化剂、碳二馏分气相选择加氢除乙炔催化剂、苯氧化制顺酐催化剂、邻二甲苯氧化制苯酐催化剂、裂解汽油加氢催化剂、丙烯和苯液相法合成异丙苯催化剂。

其他催化剂：
非晶态合金加氢精制催化剂、特种分子筛催化剂、无粘结剂5A小球分子筛、C5/C6异构化催化剂、S-zorb 吸附剂、塑料助剂。

催化裂化催化剂的再利用摘要：催化裂化催化剂不仅生成量大，而且重金属含量高，具有较强的污染性，处理起来特别困难。

如果其NiO质量分数大于0.1%或V的质量分数大于3%，该废催化剂就属于危险固体废物。

传统的掩埋法会造成资源的浪费，也会导致土壤、地下水和大气的严重污染，许多国家已明令禁止FCC废催化剂的直接排放，我国为落实生态文明建设战略目标也出台了相应的限制措施。

如果将废FCC催化剂加以综合回收利用，不仅可以节约大量的La、Ce等稀土金属，而且可以避免废催化剂带来的环境问题。

回收利用FCC 废催化剂的途径有磁分离回收、化学法复活、制备加氢催化剂、制备分子筛和吸附剂以及生产橡胶填充剂等。

鉴于长岭分公司紧邻催化剂制造厂，FCC废催化剂可送至催化剂厂，采用化学法复活回用，或生产分子筛、吸附剂或橡胶填充剂等产品。

关键词：催化裂化催化剂粉尘分子筛吸附剂1 前言流化催化裂化（FCC）工艺是在高温和催化剂的作用下，使重质油裂化为C1～C4气体、汽油和柴油等产品的过程，是石油炼制过程中最重要的原油二次加工过程。

在此过程中，副产的焦炭会沉积在催化剂表面，引起催化剂暂时失活，在再生器中烧去催化剂表面的焦炭可恢复其活性；同时，原料油所含的金属离子镍（Ni）、铁（Fe）和钒（V）等也会沉积在催化剂表面上，导致催化剂中毒而永久失活，此外，由于催化剂在使用过程中处于高温流化状态，机械磨损冲击和水热变形也会严重影响其使用性能。

因此，流化催化裂化装置一般需要定期卸出部分性能下降的平衡催化剂，用新鲜催化剂进行置换，这是FCC废催化剂的来源之一。

而FCC废催化剂的另一个来源是，FCC烟气中所含的催化剂细粉在进入烟气轮机和余热回收系统之前被旋风分离器收集下来，这部分催化剂颗粒很细（＜20μm），不能再加入反应再生系统中使用，只能作为废催化剂处理。

FCC催化剂失活（废催化剂）后主要成分为SiO2和Al2O3，还含有少量的Ni、Fe、V 和Na等元素，具有多孔性分子筛结构，比表面积和孔体积较大，具有很好的吸附性能。