稀土對催化裂化催化劑的影響及抗鎳釩作用的研究.pdf

1、流化催化裂化(FCC)是重油輕質(zhì)化最主要的深加工操作工藝，通過催化裂化可以得到液化石油氣、裂化石腦油、汽油等許多高價值的產(chǎn)品。催化裂化催化劑是一種由Y型分子篩、活性基質(zhì)、硅鋁粘合劑組成的多孔微球。在催化裂化過程中，F(xiàn)CC催化劑在反應(yīng)器和再生器內(nèi)歷經(jīng)反應(yīng)、汽提和再生等階段，使得催化劑性能發(fā)生改變;同時原料油中所含的不同含量的鎳、釩、鐵等重金屬，會對催化劑造成污染及中毒。而目前催化劑性能評價方法存在一定的不足，所以對催化劑的老化和抗污染研究

2、及改進(jìn)顯得尤為重要。
　　原料油中所含的卟啉類有機(jī)化合物持續(xù)不斷地沉積在催化劑表面，含鎳的有機(jī)化合物在反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化為NiO和Ni，由于鎳的脫氫催化性能及對分子篩孔道的堵塞作用，導(dǎo)致催化劑活性降低，產(chǎn)品選擇性變差;含釩的有機(jī)金屬復(fù)合物在反應(yīng)中轉(zhuǎn)化形成V2O5，V2O5在水蒸氣存在的條件下形成酸性組分，促使Y型分子篩骨架結(jié)構(gòu)水解，破壞了分子篩的晶體結(jié)構(gòu)，從而降低了催化劑活性，改變了產(chǎn)品選擇性。稀土元素作為一種特殊的金屬元素，在石油工

3、業(yè)中起到舉足輕重的作用。在一段時期內(nèi)，稀土主要是以離子交換的方式引入分子篩中，起到穩(wěn)定分子篩晶體結(jié)構(gòu)、提高水熱穩(wěn)定性、改善活性、提高輕質(zhì)油收率等作用。目前，稀土作為FCC催化劑抗鎳、釩組分的研究已逐漸成為熱點，稀土元素可與鎳生成穩(wěn)定的NiREO3抑制NiO和Ni的形成從而減弱鎳對催化劑的影響，也可與釩生成穩(wěn)定的REVO4抑制釩的遷移從而減弱釩對分子篩的破壞，若能實現(xiàn)稀土對鎳、釩的雙效鈍化可大幅提高催化裂化工藝的效率及FCC催化劑使用壽命

4、。
　　本研究以不同的FCC催化劑為原料，針對鎳、釩對催化劑性能的影響及抗鎳、釩作用，采用模擬實際工業(yè)生產(chǎn)過程的實驗方法從四個方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究:
　　(1)循環(huán)老化過程中FCC催化劑性能的變化規(guī)律，并與常規(guī)水熱老化進(jìn)行了對比;
　　(2)將循環(huán)污染過程與水熱老化過程相結(jié)合，建立了實驗室有機(jī)鎳、釩循環(huán)污染老化方法;
　　(3)從鎳、釩污染量、鎳、釩形態(tài)及污染方法三個角度對鎳、釩對FCC催化劑性能的影響進(jìn)行了深入

5、研究;
　　(4)利用含不同形態(tài)、不同分布的稀土元素的同一催化劑，通過單獨抗鎳作用、單獨抗釩作用和混合抗鎳、釩作用的研究，闡述了稀土元素的抗鎳、釩作用。
　　本文的實驗結(jié)果表明:循環(huán)老化方法可使催化劑性能隨循環(huán)次數(shù)的增多逐漸接近水熱老化催化劑，但其產(chǎn)品分布存在差異，處理周期過長;在實驗室有機(jī)鎳、釩污染老化過程中，鎳、釩沉積率與循環(huán)反應(yīng)次數(shù)及反應(yīng)劑油比有密切關(guān)系，而且利用相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系可確定有機(jī)鎳、釩循環(huán)污染老化實驗方案，在一