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1、催化裂化催化剂现状及发展趋势,中国石油呼和浩特石化分公司 Petrochina Huhhot Petrochemical Company,中国石油呼和浩特石化分公司,2,2019/9/10,目 录,一、概述 二、FCC催化剂的基础知识 三、国内外FCC催化剂的研究进展 四、FCC催化剂技术发展趋势,中国石油呼和浩特石化分公司,3,2019/9/10,一 概述,流化催化裂化经过近七十年的发展，技术成熟可靠 催化裂化能最大量生产高辛烷值汽油组分 原料适应性广，从馏分油到重质原料油均可加工 转化深度大，轻质油品和液化气收率高 装置压力等级低，操作条件相对缓和，投资省 液化气中丙烯、丁烯等轻烯烃利用价
2、值高,1.1 FCC的重要地位,催化裂化技术自工业化以来，由于自身优势，一直处于核心炼油技术的地位,工 艺 成 熟,中国石油呼和浩特石化分公司,4,2019/9/10,一 概述,1.1 FCC的重要地位,全球FCC加工能力占原油一次加工接近20%，中国40%，美国35%，中国FCC能力超过1.0亿吨，居世界第二，美国约3亿吨 2002年，世界渣油催化达到1.48亿吨，占FCC总能力20% 我国FCC装置90%掺炼渣油，2003年掺渣高达49.28%，折合成减渣超过35%，达到2815.5吨，大大超过了延迟焦化的处理能力 最主要运输燃料生产装置：汽油75%，柴油25% 低碳烯烃重要来源：丙烯中国
3、40%，美国50%，世界30%,重 油 高 效 转 化,中国石油呼和浩特石化分公司,5,2019/9/10,一 概述,汽油各调和组分所占比例(%),催化裂化对汽柴油的贡献,柴油各调和组分所占比例(%),1.1 FCC的重要地位,中国石油呼和浩特石化分公司,6,2019/9/10,一 概述,1.2 FCC工艺的发展,从1936年第一套0.1Mt/a的催化裂化工业装置开始运转，反应工艺大体上经历了以下过程：,中国石油呼和浩特石化分公司,7,2019/9/10,1.3 国外催化裂化催化剂的发展简史,一 概述,中国石油呼和浩特石化分公司,8,2019/9/10,1.4 国内催化裂化催化剂的发展简史,一
4、 概述,中国石油呼和浩特石化分公司,9,2019/9/10,1.5 FCC反应过程的主要图示,一 概述,中国石油呼和浩特石化分公司,10,2019/9/10,FCC工艺在炼油工艺中占有核心地位； FCC工艺和催化剂技术经过半个多世纪的发展，取得了显著的进步； 国内外均非常重视催化剂技术的发展，在发展的里程碑上均作出了重要贡献。,一 概述,小结,中国石油呼和浩特石化分公司,11,2019/9/10,活性组分 提供基本的重要的裂化反应性能，目前主要为各类改性Y沸石 基质组分 提供催化剂的主要的物理性质及初级反应。包括：高岭土、氧化铝、粘结剂、功能组分等。作用为稳定结构、提供热载体等,二 FCC催化
5、剂的基础知识,2.1 FCC催化剂的基本组成,中国石油呼和浩特石化分公司,12,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,2.2 催化剂微球颗粒的构象,中国石油呼和浩特石化分公司,13,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,2.3 Y型分子筛的结构,活性组分是选择性裂化的主要组份，它对催化剂的活性，选择性和产品性质有重大影响,主 要 分 子 筛 结 构,中国石油呼和浩特石化分公司,14,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,2.4 ZSM-5分子筛的结构,主 要 分 子 筛 结 构,特殊孔道结构，提供择形裂化性能,椭圆形10环直孔道,近似圆形10环 锯齿形孔道,中国石
6、油呼和浩特石化分公司,15,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,2.5 ZSM-5分子筛的择形裂化性能,功 能 分 子 筛 特 性,多产低碳烯烃，提高汽油辛烷值,中国石油呼和浩特石化分公司,16,2019/9/10,半合成方法： 先分别制备活性组分和基质组分等单独组分，再将其混合均匀，用粘结剂粘合，经过喷雾干燥成型和后改性获得微球催化剂产品 原位晶化方法 先将高岭土预制成高岭土微球，经过热化学处理和晶化过程，在高岭土微球中原位生长出所需活性组分，经过后改性获得催化剂产品,二 FCC催化剂的基础知识,2.6 FCC催化剂的两种主要制备方法,中国石油呼和浩特石化分公司,17,2019/
7、9/10,二 FCC催化剂的基础知识,两 种 制 备 工 艺,催化剂,机械混合,形成微球,高岭土、分子筛、粘结剂,半合成制备工艺,后处理,中国石油呼和浩特石化分公司,18,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,原位晶化过程示意图,中国石油呼和浩特石化分公司,19,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,2.7 两种工艺催化剂的构成对比,原位晶化催化剂 半合成催化剂,中国石油呼和浩特石化分公司,20,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,原位晶化催化剂的优点,活性组分与基质之间以化学键相互连接，催化剂水热稳定性和H-转移活性提高 活性组分分散更好，更有效地提高了活性
8、基质具有合理的中孔和大孔分布，提高了重油转化能力 基质具有尖晶石结构，促进了催化剂对重金属的化学吸附和抗重金属污染能力,中国石油呼和浩特石化分公司,21,2019/9/10,二 FCC催化剂的基础知识,2.8 催化剂各组分的作用,活性组分改性作用 (1)除去杂质离子，如Na； (2)调变酸性； (3)提高活性稳定性； (4)改善活性组分的孔分布 基质组分的作用 (1)改善催化剂的理化性能，如强度； (2)提高催化剂裂解重油分子的能力； (3)保护活性组分，如作为热载体和抗金属污染能力。,中国石油呼和浩特石化分公司,22,2019/9/10,FCC催化剂的基本构成包括活性组分和基质组分 FCC催
9、化剂有两种主要制备方法：半合成和原位晶化 催化剂活性组分承担的主要是反应活性，须与基质组分产生协同作用才能充分发挥反应性能,小结,二 FCC催化剂的基础知识,中国石油呼和浩特石化分公司,23,2019/9/10,FCC催化剂的技术含量高，研发费用高，具有规模化生产效益，因此全球FCC催化剂的研发生产机构比较集中 目前主要集中在Davison、Engelhard、Albemarle、CCIC、中石化和中石油等几个主要公司,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.1 主要研发机构,中国石油呼和浩特石化分公司,24,2019/9/10,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.1 Davison公司的渣油
10、FCC催化剂,Davison公司近年来致力于氧化铝溶胶催化剂平台，开发了一系列集其所有渣油催化剂功能集于一身的重油转化催化裂化催化剂，实现了渣油催化剂性能的突破，使焦炭选择性更好，同时对基质进一步优化，实现塔底油最大裂解。 代表产品：IMPACT、MIDAS、VANGUARD,中国石油呼和浩特石化分公司,25,2019/9/10,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.1 Davison公司的多产丙烯FCC催化剂,OlefinsMax采用适宜的ZSM-5分子筛稳定化处理技术，首次使用高活性ZSM-5助剂，活性较高 OlefinsUltra的内在活性非常高，其独特的基质结构不仅保证了高活性，还具有
11、良好的抗金属污染性能 基于IMPACT技术平台，开发了最大化多产丙烯(15%-20%)，同时生焦率低、抗重金属污染的Apex系列催化剂，包括Apex-140、 Apex-150、 Apex-200系列,中国石油呼和浩特石化分公司,26,2019/9/10,该公司近年来FCC催化剂的技术关键是催化组合技术，即将其多种ADZ分子筛技术和选择性基质材料与适当的粘结剂技术相结合，以控制孔径分布，并使活性中心均匀分布，基质设计的协同作用产生了一个独特的催化剂构架，它的开放孔结构有利于碳氢化合物迅速吸附和脱附。Albemarle近年来根据催化组合技术和新开发的催化剂粘结剂技术开发了许多独特的重油催化裂化催
12、化剂。,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.2 Albemarle公司的FCC催化剂,中国石油呼和浩特石化分公司,27,2019/9/10,对于受烧焦能力限制的渣油催化裂化催化装置，一般应选择焦炭选择性好的渣油裂化催化剂，有Opal、Coral和Centurion催化剂 对于需要提高渣油转化率的催化裂化装置，可采用重油裂化能力强的高基质活性催化剂，有Amer和Ruby催化剂,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.2 Albemarle公司的FCC催化剂,中国石油呼和浩特石化分公司,28,2019/9/10,以石科院为主的研发机构，近年来围绕多产低碳烯烃，开发了具有国际影响力的FCC工艺技术和
13、配套的催化剂技术，催化剂技术主要在国内兰州石化、齐鲁石化和长岭炼化三大FCC催化剂厂家进行工业化开发 国内三大FCC催化剂厂家各具有一定的研发能力，其中兰州石化相对最强 其它研发机构包括中石化洛阳石化公司、石油大学、大连化物所等，从事FCC助剂和催化新材料的开发,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.3 国内FCC催化剂技术,中国石油呼和浩特石化分公司,29,2019/9/10,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.3 国内FCC催化剂技术,重 油 催 化 剂,中国石油呼和浩特石化分公司,30,2019/9/10,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.3 国内FCC催化剂技术,降 汽 油 烯
14、烃,中国石油呼和浩特石化分公司,31,2019/9/10,CRP系列催化剂 RAG系列催化剂 RMG系列催化剂 RFC系列催化剂 LCM系列催化剂 CEP系列催化剂 RGD系列催化剂,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.3 国内FCC催化剂技术,多产低碳烯烃、DCC工艺专用剂 常渣多产液化气、ARGG工艺专用剂 减渣多产液化气、MGG工艺专用剂 多产异丁烯、异戊烯、汽油辛烷值高 重油裂解制乙烯、DCC工艺专用剂 重油裂解制乙烯、丙烯、CPP工艺专用剂 多产液化气、柴油、降烯烃、MGD专用剂,中国石油呼和浩特石化分公司,32,2019/9/10,CHO系列助剂 CA系列助剂 LDC-971系列
15、助剂 LAP系列助剂 LGO-A系列助剂 LBO-A系列助剂 LCC-A系列助剂 MS-011降硫助剂,增产液化气、提高辛烷值 增产丙烯、提高辛烷值 掺炼重油、提高柴油收率 降烯烃、提高辛烷值 降烯烃、重油裂化强 降烯烃、提高辛烷值、重油转化强 多产丙烯、提高辛烷值 硫含量降低33.4%，不影响产品收率,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.3 国内FCC催化剂技术,中国石油呼和浩特石化分公司,33,2019/9/10,国内FCC催化剂技术受到高度重视，具有良好的研发基础，基本跟上了国际发展水平。针对中国原油特点和市场需求，开发了具有中国特色的重油催化剂技术和配套工艺催化剂技术，基本满足了国内
16、市场的需求,三 国内外FCC催化剂的研究进展,3.3 国内FCC催化剂技术,中国石油呼和浩特石化分公司,34,2019/9/10,日益严格的清洁燃料生产 重油深加工的挑战 FCC过程多产低碳烯烃的挑战 FCC工艺过程清洁化的挑战,四 FCC催化剂技术发展趋势,4.1 FCC催化剂发展面临的挑战,中国石油呼和浩特石化分公司,35,2019/9/10,研发焦炭产率低的高端催化剂系列产品 发展新型载体技术，提高基质活性，孔道畅通，利于重油转化和产物扩散，提高抗金属污染能力，Ni+V大于20000ppm FCC过程原位大幅度脱硫催化剂技术，配合工艺直接生产高标准清洁汽油 开发各种FCC改进工艺配套催化剂，真正做到“量体裁衣，一厂一剂”,四 FCC催化剂技术发展趋势,4.2 重油催化剂发展趋势,中国石油呼和浩特石化分公司,36,2019/9/10,结束语,FCC工艺是炼油工业的核心技术，半个多世纪以来，FCC催化剂和工艺技术有了巨大发展，但是其产品和工艺日益受到石油资源短缺和严格环保要求的发展，为适应可持
