加氫裂化催化劑研發新進展

張登

【摘 要】現如今，我國的科技發展十分迅速，介紹了近年來國內外加氫裂化催化劑專利商的催化劑研發進展情況。通過新分子篩改性技術開發、新催化材料的進步、新的催化劑開發理念、新的催化劑制備技術以及大型分析儀器的使用，各專利商新一代加氫裂化催化劑比上一代催化劑在反應活性、目的產品選擇性、制備成本、氫耗等方面均獲得了較大進步.

【關鍵詞】加氫裂化；催化劑；進展

引言

氫裂化技術始于19世紀50年代，發展至今，已有60多年的歷程，加氫裂化技術的不斷完善，也更加符合其所在特定階段的石油化工行業的要求。由于改革開放以來，我國的經濟得到了高速地發展，尤其是在“十二五”期間，我國經濟進入了經濟新常態，石油的消耗量伴隨著經濟的發展也在顯著增加，石油的大量消耗，也給我國的環境造成了嚴重的污染。所以人們對于石油燃料的清潔程度要求也愈發苛刻。生產石油清潔燃料，提高石油燃料的清潔化程度，可以有效地減少對環境的污染。我國，是全球最早幾個研究并掌握加氫裂化技術國家中的其中一個，目前我國煉化原料的重質化、劣質化日趨嚴重。為了有效地改善這一問題，引入了加氫裂化技術，利用此技術對重質油、劣質油等進行輕質化和清潔化處理。加氫裂化技術也因此受到國內外煉油和石化行業高度地關注，本文主要淺析加氫裂化技術的現狀，并對加氫裂化技術的發展趨勢做一個初步的探索。

1國內加氫裂化催化劑研發進展

1.1撫順（大連）石油化工研究院（FRIPP/DRIPP）

中國石化撫順（大連）石油化工研究院（以下簡稱FRIPP）是國內加氫裂化催化劑的主要專利商，市場份額占到60%以上。FRIPP針對特定用戶，“量體裁衣”的開發加氫裂化催化劑，擁有種類齊全、系列配套的催化劑，如圖5所示。近年來，通過分子篩技術的創新，FRIPP已經開發出第四代加氫裂化催化劑，包括FC-70催化柴油轉化專用催化劑、輕油型催化劑FC-52、靈活型催化劑FC-76、高中油型催化劑FC-60及生產高粘度指數加氫為尾油的FC-80等催化劑，其活性、目的產品選擇性及產品質量均優于上一代催化劑。FC-52相對于上一代催化劑反應活性提高3℃，石腦油收率提高0.8個百分點，尾油BMCI值降低1.3個單位。控制相同的反應條件，單程轉化率為80vol%時，FC-52催化劑與參比催化劑相比，所需反應溫度降低了6℃，重石腦油收率增加了2.1個百分點，航煤餾分收率增加了1.6個百分點，柴油餾分收率降低了2.1個百分點，加氫裂化尾油中兩環以上環狀烴含量減少3.5個百分點，尾油產品粘度指數提高了7個單位，BMCI值降低了0.8個單位。FC-80催化劑以富含介孔結構的分子篩為裂化組分，以金屬鎢鎳為加氫組分，采用載體成型后再浸漬金屬的制備技術，催化劑孔結構暢通開放，金屬與載體間的相互作用適中，加氫活性中心和裂化活性中心匹配合理，適用于生產高粘度指數和低BMCI值的加氫裂化尾油產品，并兼產優質石腦油、3#噴氣燃料和國Ⅴ清潔車用柴油調和組分等。與參比催化劑相比，FC-80催化劑所需反應溫度降低了6～9℃，加氫裂化尾油產品兩環以上環烷烴含量降幅達到15.3%～17.4%，如表2所示。工藝研究結果表明：FC-80催化劑對反應溫度敏感性較好，可在較大的轉化深度范圍內操作，尾油產品質量好。FC-80加氫裂化催化劑對原料適應性強，可用于加工不同來源的直餾減壓蠟油原料。FC-80催化劑平均失活速率僅為0.014℃/d，可滿足裝置長周期運轉的需求。FC-80催化劑現已推向俄羅斯市場。

1.2中國石化石油化工科學研究院

中國石化石油化工科學研究院在RN-2催化劑工業應用基礎上，采用優化加氫活性金屬組合和改進載體以及新的工藝制備方法，開發了具有優良脫硫、脫氮性能的新一代精制段催化劑RN-32。相同工藝條件下，與RN-2催化劑相比，RN-32催化劑的加氫脫氮性能提高20%～38%，脫硫性能提高80%～135%，芳烴加氫能力提高；相同脫氮率時，平均反應溫度降低（8～10）℃。RN-32催化劑在福建聯合石油化工公司的2.3Mt·a-1蠟油加氫處理裝置上應用表明，在適宜反應條件下能生產出硫和氮含量低的精制蠟油，尾油收率高，柴油收率低，催化劑選擇性較好，能耗和化學氫耗較低，催化劑裂化性能較弱。中國石油化工股份有限公司在全部運行的加氫裂化裝置中以生產尾油作乙烯料為目標的裝置比例超過50%。RHC-3加氫裂化催化劑具有加氫裂化活性高、開環選擇性好、尾油中鏈烷烴含量高和BMCI值低等優點，同時多產中間餾分油，適用于以多產高質量尾油作乙烯料的加氫裂化工業生產裝置，已在中國石化上海石油化工股份有限公司1.5Mt·a-1中壓加氫裂化裝置和中國石油燕山石化公司2.0Mt·a-1高壓加氫裂化裝置上實現了工業應用。開發的新一代尾油型加氫裂化催化劑RHC-1、石腦油型加氫裂化催化劑RHC-5和中油型加氫裂化催化劑RHC-1M等已工業應用。這些催化劑的活性、選擇性和穩定性與國外同類催化劑相當，并各有優點，能適應我國煉油企業加工不同原料油生產不同產品的要求。

2展望加氫裂化技術發展趨勢

正是由于有從事石油煉油工作者早期的艱苦探索、堅持的工匠精神、踏實的工作作風以及對科研的熱情，中國的加氫裂化技術才會有一項又一項的突破，一次又一次的成功，獲得了諸多令人欣喜的研究成果，達到了全球領先水準，不但給我國石油煉油工業的發展提供了強有力的技術支撐，也為在21世紀新時期的石油煉油工作者的研究奠定了扎實的基礎。對重油進行輕質化處理的技術手段有很多種，加氫裂化技術屬于其中之一，因為其具有突出的優點，被廣泛使用，突出優點大致有以下幾點：對多種不同原料的適應性佳、多樣化的產品計劃、可生產出有較高質量保證的產品。而現階段已經進入了“十三五”時期，國際形勢有著世界多極化、經濟全球化、文化多樣化和社會信息化的基本特征，世界各國已經形成了你中有我，我中有你的人類命運共同體，我國在面臨發展機遇的同時也受到了來自世界各國的影響與挑戰。

結語

國內外各個催化劑專利商在新一代加氫裂化系列催化劑開發方面均獲得了顯著的進步，催化劑性能獲得明顯提升。催化劑研發過程中，不局限于活性和選擇性的二維關系，而是從包括加氫程度和產品物種的多維角度去考慮，這樣可以有選擇性的使用氫氣，避免對一些餾程產品進行無意義的過度加氫。注重催化劑的級配使用，發揮不同催化劑的特點和優勢，最大限度的發揮催化劑的性能。隨著原油的重質化和劣質化，加氫裂化裝置進料也變得更加重質化，這會帶來裝置氫耗變高、收率變低、產品質量變差以及運轉周期變短等問題。另一方面由于環境污染問題的加劇，世界范圍內對油品質量的要求也在不斷升級。加氫裂化催化劑活性、選擇性、穩定性的不斷提高，同時降低裝置氫耗，提高產品質量成為未來催化劑研發的主要方向。針對我國市場柴油用量逐漸萎縮，汽油、航煤及化工原料需求逐年上升的特點，開發能夠壓減柴油而增產化工原料的加氫裂化催化劑也是國內催化劑研發的趨勢。

參考文獻：

[1]柳偉，楊勇，杜艷澤，等.FRIPP富含介孔結構系列加氫裂化催化劑研制及在天津分公司的工業應用[A].2017年煉油加氫技術交流會論文集[C].2017，3.

[2]秦波，杜艷澤，柳偉，等.潤滑油基礎油型加氫裂化催化劑的研制[A].2017年煉油加氫技術交流會論文集[C].2017，3

（作者單位：烏魯木齊石化公司煉油廠加氫裂化車間）