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催化裂化
催化剂
由于自身优势，催化裂化技术一直处于炼油产业链的核心的地位。
在催化裂化工艺中，催化剂对装置的生产能力、产品产率及质量、经济效益起主要影响，选择好催化剂对催化裂化过程至关重要。
催化裂化催化剂工作原理
催化裂化的反应类型
(1)裂化反应
烷烃和烯烃：分子中间C-C键断裂。
环烷烃：断侧链和开环。
芳烃：单环只能断三个C以上的侧链，不能开环。稠环都断根部。
(2)异构化反应
骨架异构：五员环→六员环；正构→异构。
烯烃的键位移：双键位置的变化。
空间结构改变：空间位置变形。
(3)氢转移
氢从一个分子加到另一个烯烃分子上使之饱和。
(4)芳构化反应
链烃成环反应： 烷烃 →烯烃 →环烃 →芳烃。
(5)叠合反应
烯烃+烯烃→大分子烯烃。
(6)烷基化反应
烯烃与芳烃的加和，烯烃主要加在稠环芳烃上。
催化裂化反应步骤
●原料分子由主气流扩散到催化剂表面(外)；
● 原料油分子沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散；
● 油气分子被催化剂内表面所吸附；
● 油气分子在催化剂内表面进行化学反应；
● 反应产物分子自催化剂内表面脱附；
● 反应产物分子沿催化剂微孔向外扩散；
● 反应产物分子扩散到主气流中去(外)。
催化裂化催化剂的发展
催化剂组成
活性组分
提供基本而重要的裂化反应性能，目前主要为各类改性Y沸石。
基质
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，其作用为稳定结构、提供热载体等。
催化剂的制备
制备方法
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。
催化剂发展
催化裂化催化剂的选用
根据产品要求选用催化剂
(1)多产汽油的催化剂
一般活性组分晶粒小，有较高的稀土含量。
沸石通道合适，约在0.75nm左右，且保证通畅，可接近内表面活性中心。
这类催化剂国内主要有：
Y-15、偏Y-15、LC-7、CRC-3、KBZ-2、LB-1、LCS-7等。
(2)多产柴油的催化剂
一般活性组分的二次孔(>2.0nm)较多，活性组分含量较低。
国产剂主要有:MLC、LRC、CC-20D等。
(3)多产低碳烯烃催化剂
活性组分的晶胞常数小，低稀土含量或无稀土。
国产剂主要有:RMG、RAG、CRP、CIP、CEP等。
(4)焦碳选择性催化剂
活性组分的晶胞常数小，一般在2.425～2.430nm(通常,晶胞常数减少0.001nm,焦碳转化率减少1%)。
低钠含量，大孔径，低比表面，以期最大限度改善汽提性能和抑制重金属污染的分散和脱氢作用。
国产剂主要有CH-7、ZCM-7、CHZ-1、OB-3000、COMET-400等USY型剂及LCS-7、RHZ-200、CC-14等REHY型剂。
REHY型剂的焦碳选择性劣于USY型剂,略优于REY型剂。
(5)提高汽油辛烷值催化剂
催化裂化发展了辛烷值助剂和超稳Y型沸石的催化剂可使空白辛烷值提高2-3个单位。
活性组分的晶胞常数小，一般为2.245～2.243nm(据报道晶胞常数减小0.004nm,汽油辛烷值(RON和MON)分别提高1.6和1.0)。
低钠含量，低稀土含量或不含稀土，基质活性高， 活性组分中的非骨架铝低的USY型剂。
国产剂主要有DOCR、DOCP等。
(6)降低汽油烯烃的催化剂
国产剂主要有:GOR、LBO等系列催化剂。
根据原料性质选择催化剂
(1)根据原料的裂化性能选择
催化剂的裂化活性一般随以下因素而提高：沸石含量高，沸石晶粒小。稀土含量高，铝含量高。载体比表面积大，有活性。
国产催化剂的裂化活性大致排列如下：
B-1=LC-7=CRC-1>LSC-7>共Y-15>KBZ>RHZ-200>RHZ-300>CC-14>OB-3000=COMET-400>CC-15>ZCM-7>CHZ-1
(2)按照催化原料的生焦倾向选择
焦碳的来源分为原料焦、催化焦、汽提焦和污染焦四种。弄清装置焦的主要来源是选择催化剂的关键。
一般来说，生焦倾向大的原料应选择裂化能力强、焦碳选择性好的催化剂。
此外还要考虑装置的再生形式和取热形式及其他限制因素、对产品的要求等。
(3)按照原料的污染情况选择
抗镍催化剂
大孔径，小比表面积(如LB-1、ZCM-7等)；基质中含有一定量的自由态SiO2或Al2O3；特殊设计的Ni封闭或Ni陷阱基质；加入抗Ni添加组分。
LB系列、DVR-1等。
一般认为，催化剂的抗镍性能是全白土型>半合成型>全合成型。
也有人指出，超稳型>REY型。
抗钒催化剂
高沸石含量或小晶粒；大比表积，并含有自由态SiO2、Al2O3、RE2O3等的基质。
特殊设计的小孔陷阱或抗钒添加物(如海泡石等)；基质中添加Mg、Ca、Sr、BaTiO3等。
LVR-60、LB系列等。
催化裂化催化剂的生产厂家
中国石化催化剂有限公司 长岭分公司
拥有50000吨/年 的催化裂化催化剂生产装置。
CRMI-2、CGP-C系列、CDOS、CTZ、CRSC、ABC系列、MAC、CARC、CHZ-4、GOR-C、CDC、COR系列、CC-20D系列。
中国石化催化剂有限公司 齐鲁分公司
分子筛生产能力15000吨/ 年。
CGP-1系列、RGD-1、RAG系列、MMC系列、DMMC系列、RICC系列、COKC系列、VRCC-1、ZDOS、RSC-2006、DVR系列、COMET-400、RMS-8、GOR-Ⅱ、MLC-500。
中国石油 兰州石化催化剂厂
6000吨 /年超稳分子筛装置
LCS-7、LV-23、lank-98、LRC-99、LBO-12、LBO-16、LCC系列、LDO-70 、LDO-75、LDO-70L、LVR-60R、LIP-200、LIP-300、LEO-1000、LOP-A。
青岛惠城石化科技有限公司
20000吨/年催化裂化催化剂项目，其中合成NaY分子筛生产能力7000吨/年，包括HY、USY分子筛3000吨 /年，REY分子筛3000吨/年。
IC系列、AIC-120、AIC-530系列、AIC-950系列、UPC系列。
山西腾茂科技有限公司
TMC-06、TMC-07、TMC-08、TMC-09。
催化裂化催化剂发展方向
为适应21世纪可持续发展的重大战略实施，FCC催化剂技术将朝着重油深度高效转化、高标准清洁燃料生产（如降烯烃和硫等）、多产低碳烯烃、FCC工艺过程和催化剂生产过程的清洁化等主要方向发展。