加氢裂化催化剂研发新进展

张登

【摘 要】现如今，我国的科技发展十分迅速，介绍了近年来国内外加氢裂化催化剂专利商的催化剂研发进展情况。通过新分子筛改性技术开发、新催化材料的进步、新的催化剂开发理念、新的催化剂制备技术以及大型分析仪器的使用，各专利商新一代加氢裂化催化剂比上一代催化剂在反应活性、目的产品选择性、制备成本、氢耗等方面均获得了较大进步.

【关键词】加氢裂化；催化剂；进展

引言

氢裂化技术始于19世纪50年代，发展至今，已有60多年的历程，加氢裂化技术的不断完善，也更加符合其所在特定阶段的石油化工行业的要求。由于改革开放以来，我国的经济得到了高速地发展，尤其是在“十二五”期间，我国经济进入了经济新常态，石油的消耗量伴随着经济的发展也在显著增加，石油的大量消耗，也给我国的环境造成了严重的污染。所以人们对于石油燃料的清洁程度要求也愈发苛刻。生产石油清洁燃料，提高石油燃料的清洁化程度，可以有效地减少对环境的污染。我国，是全球最早几个研究并掌握加氢裂化技术国家中的其中一个，目前我国炼化原料的重质化、劣质化日趋严重。为了有效地改善这一问题，引入了加氢裂化技术，利用此技术对重质油、劣质油等进行轻质化和清洁化处理。加氢裂化技术也因此受到国内外炼油和石化行业高度地关注，本文主要浅析加氢裂化技术的现状，并对加氢裂化技术的发展趋势做一个初步的探索。

1国内加氢裂化催化剂研发进展

1.1抚顺（大连）石油化工研究院（FRIPP/DRIPP）

中国石化抚顺（大连）石油化工研究院（以下简称FRIPP）是国内加氢裂化催化剂的主要专利商，市场份额占到60%以上。FRIPP针对特定用户，“量体裁衣”的开发加氢裂化催化剂，拥有种类齐全、系列配套的催化剂，如图5所示。近年来，通过分子筛技术的创新，FRIPP已经开发出第四代加氢裂化催化剂，包括FC-70催化柴油转化专用催化剂、轻油型催化剂FC-52、灵活型催化剂FC-76、高中油型催化剂FC-60及生产高粘度指数加氢为尾油的FC-80等催化剂，其活性、目的产品选择性及产品质量均优于上一代催化剂。FC-52相对于上一代催化剂反应活性提高3℃，石脑油收率提高0.8个百分点，尾油BMCI值降低1.3个单位。控制相同的反应条件，单程转化率为80vol%时，FC-52催化剂与参比催化剂相比，所需反应温度降低了6℃，重石脑油收率增加了2.1个百分点，航煤馏分收率增加了1.6个百分点，柴油馏分收率降低了2.1个百分点，加氢裂化尾油中两环以上环状烃含量减少3.5个百分点，尾油产品粘度指数提高了7个单位，BMCI值降低了0.8个单位。FC-80催化剂以富含介孔结构的分子筛为裂化组分，以金属钨镍为加氢组分，采用载体成型后再浸渍金属的制备技术，催化剂孔结构畅通开放，金属与载体间的相互作用适中，加氢活性中心和裂化活性中心匹配合理，适用于生产高粘度指数和低BMCI值的加氢裂化尾油产品，并兼产优质石脑油、3#喷气燃料和国Ⅴ清洁车用柴油调和组分等。与参比催化剂相比，FC-80催化剂所需反应温度降低了6～9℃，加氢裂化尾油产品两环以上环烷烃含量降幅达到15.3%～17.4%，如表2所示。工艺研究结果表明：FC-80催化剂对反应温度敏感性较好，可在较大的转化深度范围内操作，尾油产品质量好。FC-80加氢裂化催化剂对原料适应性强，可用于加工不同来源的直馏减压蜡油原料。FC-80催化剂平均失活速率仅为0.014℃/d，可满足装置长周期运转的需求。FC-80催化剂现已推向俄罗斯市场。

1.2中国石化石油化工科学研究院

中国石化石油化工科學研究院在RN-2催化剂工业应用基础上，采用优化加氢活性金属组合和改进载体以及新的工艺制备方法，开发了具有优良脱硫、脱氮性能的新一代精制段催化剂RN-32。相同工艺条件下，与RN-2催化剂相比，RN-32催化剂的加氢脱氮性能提高20%～38%，脱硫性能提高80%～135%，芳烃加氢能力提高；相同脱氮率时，平均反应温度降低（8～10）℃。RN-32催化剂在福建联合石油化工公司的2.3Mt·a-1蜡油加氢处理装置上应用表明，在适宜反应条件下能生产出硫和氮含量低的精制蜡油，尾油收率高，柴油收率低，催化剂选择性较好，能耗和化学氢耗较低，催化剂裂化性能较弱。中国石油化工股份有限公司在全部运行的加氢裂化装置中以生产尾油作乙烯料为目标的装置比例超过50%。RHC-3加氢裂化催化剂具有加氢裂化活性高、开环选择性好、尾油中链烷烃含量高和BMCI值低等优点，同时多产中间馏分油，适用于以多产高质量尾油作乙烯料的加氢裂化工业生产装置，已在中国石化上海石油化工股份有限公司1.5Mt·a-1中压加氢裂化装置和中国石油燕山石化公司2.0Mt·a-1高压加氢裂化装置上实现了工业应用。开发的新一代尾油型加氢裂化催化剂RHC-1、石脑油型加氢裂化催化剂RHC-5和中油型加氢裂化催化剂RHC-1M等已工业应用。这些催化剂的活性、选择性和稳定性与国外同类催化剂相当，并各有优点，能适应我国炼油企业加工不同原料油生产不同产品的要求。

2展望加氢裂化技术发展趋势

正是由于有从事石油炼油工作者早期的艰苦探索、坚持的工匠精神、踏实的工作作风以及对科研的热情，中国的加氢裂化技术才会有一项又一项的突破，一次又一次的成功，获得了诸多令人欣喜的研究成果，达到了全球领先水准，不但给我国石油炼油工业的发展提供了强有力的技术支撑，也为在21世纪新时期的石油炼油工作者的研究奠定了扎实的基础。对重油进行轻质化处理的技术手段有很多种，加氢裂化技术属于其中之一，因为其具有突出的优点，被广泛使用，突出优点大致有以下几点：对多种不同原料的适应性佳、多样化的产品计划、可生产出有较高质量保证的产品。而现阶段已经进入了“十三五”时期，国际形势有着世界多极化、经济全球化、文化多样化和社会信息化的基本特征，世界各国已经形成了你中有我，我中有你的人类命运共同体，我国在面临发展机遇的同时也受到了来自世界各国的影响与挑战。

结语

国内外各个催化剂专利商在新一代加氢裂化系列催化剂开发方面均获得了显著的进步，催化剂性能获得明显提升。催化剂研发过程中，不局限于活性和选择性的二维关系，而是从包括加氢程度和产品物种的多维角度去考虑，这样可以有选择性的使用氢气，避免对一些馏程产品进行无意义的过度加氢。注重催化剂的级配使用，发挥不同催化剂的特点和优势，最大限度的发挥催化剂的性能。随着原油的重质化和劣质化，加氢裂化装置进料也变得更加重质化，这会带来装置氢耗变高、收率变低、产品质量变差以及运转周期变短等问题。另一方面由于环境污染问题的加剧，世界范围内对油品质量的要求也在不断升级。加氢裂化催化剂活性、选择性、稳定性的不断提高，同时降低装置氢耗，提高产品质量成为未来催化剂研发的主要方向。针对我国市场柴油用量逐渐萎缩，汽油、航煤及化工原料需求逐年上升的特点，开发能够压减柴油而增产化工原料的加氢裂化催化剂也是国内催化剂研发的趋势。

参考文献：

[1]柳伟，杨勇，杜艳泽，等.FRIPP富含介孔结构系列加氢裂化催化剂研制及在天津分公司的工业应用[A].2017年炼油加氢技术交流会论文集[C].2017，3.

[2]秦波，杜艳泽，柳伟，等.润滑油基础油型加氢裂化催化剂的研制[A].2017年炼油加氢技术交流会论文集[C].2017，3

（作者单位：乌鲁木齐石化公司炼油厂加氢裂化车间）