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加氢裂化催化剂

作者:百科大全

加氢裂化催化剂(hydrocracking catalyst)是石油炼制过程中,重油在360~450℃高温,15~18MPa高压下进行加氢裂化反应,转化成气体、汽油、喷气燃料、柴油等产品的加氢裂化过程使用的催化剂。加氢裂化过程在石油炼制过程属于二次加工过程,加工原料为重质馏分油,也可以是常压渣油和减压渣油,加氢裂化过程的主要特点是生产灵活性大,产品的分布可由操作条件来控制,可以生产汽油、低凝固点的喷气燃料和柴油,也可以大量生产尾油用作裂解原料或生产润滑油。所得的产品稳定性好,但汽油的辛烷值不高,。由于操作条件苛刻,设备投资和操作费用高,应用不如催化裂化广泛。但加氢裂化过程可以处理含硫等杂质和芳烃含量较高的原料,原料在进裂化反应器前先进加氢精制反应器经严格精致。裂化反应器进料因目的产品不同,可进循环油,或不进循环油。循环油的范围很宽,可以是汽油以下的所有馏分油,也可以是柴油以下的(>350℃)重馏分油。多数原料可以采用固定床反应器,但渣油加氢裂化必须采用沸腾床反应器,加氢裂化催化剂必须适应相应的原料和反应条件及设备。

加氢裂化催化剂加氢裂化过程的主要反应

依据加氢裂化过程所用原料组成及催化剂,加氢裂化过程存在以下反应:

(1)烷烃的反应:加氢裂化过程烷烃的主要反应包括裂化反应、异构化反应和环化反应。烷烃的碳碳键断裂都发生在正碳离子的β位置,所以加氢裂化很少生成C3以下的烃类。异构化反应与裂化反应同时进行,因此产品中异构烃含量甚至超过热力学平衡。在催化剂加氢活性中心经脱氢少量环化成环烷烃;

(2)环烷烃反应:多数环烷烃的侧链断裂,而不易开环,断裂的侧链生成异构烃;

(3)芳烃的反应:苯环在加氢裂化过程首先生成六元环烷烃,异构化成五元环,开环或侧链断开。稠环芳烃加氢裂化也经历上述过程。

加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂

加氢裂化催化剂属于双功能催化剂,也即催化剂具有加氢及脱氢功能的金属活性组分,也包含有裂化功能的酸性载体两部分。依据不同原料和产品要求需要对这两种功能进行适当的选择和匹配。加氢金属活性组分的活性顺序如下:

Pt,Pd>W-Ni>Mo-Ni>Mo-Co>M-Co

Pt,Pd虽然加氢活性最高,但对硫的敏感性很强,一般只用于两段加氢裂化中的第二段反应器。在以中间馏分油为为主要产品的单段加氢裂化反应催化剂中,普遍采用Mo-Ni及Mo-Co组合金属作为活性组分。

对于裂化功能选择无定形硅酸铝和沸石。无定形硅酸铝以氧化铝为主要组分,其中SiO2含量在20~50%之间,要求这种硅酸铝具有适中的酸度,适合于制备多产中间馏分油的加氢裂化催化剂。

把沸石作为裂化活性组分是因为沸石具有较多的酸性中心,使催化剂裂化活性提高。从而可以降低加氢裂化反应温度和压力,使反应条件缓和。沸石还可以通过离子交换引进不同的阳离子,并经过各种化学或热处理后来改善其催化和抗水气、抗氨性能。进一步的发展可将沸石与无定形硅酸铝调制成复合酸性载体,通过改变两者的比例和性质,使其适用于多产汽油或多产中间馏分油。

加氢裂化催化剂加氢裂化工艺

有三种工艺过程,即

(1)一段加氢裂化工艺,常用于减压馏分油或脱沥青油生产航煤、柴油中间馏分油、润滑油原料、或用粗汽油生产液化气;

(2)两段加氢裂化工艺,其第一段为精制,主要脱除原料油中的氮、硫、金属杂质,为二段加氢裂化制造原料。一段出来的产品必需脱除氨、硫化氢后再进入二段加氢裂化反应器,其原料适应性大,操作灵活。

(3)串联加氢裂化工艺;也采用两台反应器,第一反应器装的是脱硫脱氮性能好的加氢精制催化剂。第二反应器装入抗氨、抗硫化氢性能好的沸石催化剂,因此由一段反应器出来的物料直接进入二段反应器,不必脱硫、脱氮。

加氢裂化催化剂我国加氢裂化催化剂主要品种及性能

我国有FC及FF两种系列加氢裂化催化剂,FC系列催化剂具有活性高、加氢性能好、抗氨能力强、稳定性好、对原料适应性强、可再生使用特点。在中压及高压加氢裂化,主要品种及性能如下:

催化剂型号

活性金属

外形

孔容(ml/g)

比表面积m/g

FC-12

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.30

160

FC-14

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

1.00

100

FC-16

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.30

200

FC-18

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.25

170

FC-20

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.30

180

FC-24

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.28

350

FC-26

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.28

200

FC-28

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.28

180

FC-30

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.28

180

FC-32

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.32

255

FC-50

Ⅴ+Ⅷ族

圆柱

0.28

200

FF系列加氢精制催化剂针对含硫、氮量高的原料油而开发的催化剂,稳定性好,用于加氢裂化一段处理减压蜡油、FCC原料预处理等加氢过程,主要品种和性能如下:

催化剂型号

活性金属

外形

孔容ml/g

比表面积m/g

FF-14

Ⅴ+Ⅷ族

三叶草

0.30

160

FF-16

Ⅴ+Ⅷ族

三叶草

0.30

155

FF-18

Ⅴ+Ⅷ族

三叶草

0.30

160

FF-20

Ⅴ+Ⅷ族

三叶草

0.30

200

FF-26

Ⅴ+Ⅷ族

三叶草

0.30

160

FF-36

Ⅴ+Ⅷ族

三叶草

0.30

160

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