22 不同老化苛刻度对催化剂理化性能的影响.docVIP

催化裂化催化剂老化苛刻度对评价结果的影响研究 高永福，柳召永，王智峰，侯凯军，刘娟娟 （中国石油兰州化工研究中心，甘肃 兰州，730060中国石油大学 化学工程学院，山东 青岛 266555） 分别在裂化催化剂水热旋转老化装置CHD-5000催化裂化催化剂水热减活装置上对催化剂进行了不同苛刻度老化，对老化后催化剂的理化性质进行了分析，并进行了提升管评价，同时平衡催化剂进行了对比。 催化裂化催化剂苛刻度老化 催化裂化催化剂是在装置中循环使用，不断经受反应和再生操作的催化剂在使用中处于高温和有水蒸气的环境中，使催化剂原始粒子结构和排列改变，以致表面积变小，孔分布变粗，催化剂的活性和选择性也逐渐下降。为使装置中催化剂活性维持在所需的活性水平，需定期补充新鲜催化剂。这时装置中的催化剂的活性、选择性处于一种稳定状态，即通称的动态平衡。严格地说，各装置的平衡催化剂的性能，也并非是固定的，而是随各装置使用原料油的性质、采用的操作条件、选用的催化剂的种类、催化剂的补充量等各种因素的不同而改变。从宏观上看，一个装置的平衡催化剂在相对稳定的操作条件下，其性能大致稳定在一个固定的水平。因此，测定裂化催化剂的反应性能，最重要的是测定其达到平衡时的性能[]。 催化裂化催化剂水热老化是催化剂中活性组分沸石在较高温度和水蒸气的条件下，结构崩塌、结晶度降低、比表面积和活性中心减少的现象。实验室中，为了使评价结果能预测工业应用情况，新鲜催化剂进行性能评价，首先要进行催化剂的老化，以便在接近工业平衡催化剂的活性水平下进行评价；而工业平衡剂则无需老化，直接进行反应评价即可。这样就产生了如何使新鲜催化剂模拟达到平衡状态的问题[]。 文对催化裂化催化剂不同老化苛刻度对评价结果的影响进行了考察，以期找到能够模拟工业平衡剂的催化裂化催化剂实验室老化条件。 （1）MAT裂化催化剂水热旋转老化装置由北京惠尔三吉公司制造。（2）CHD-5000催化裂化催化剂水热减活装置由洛阳石化工程公司制造，可以在流化状态下进行各类微球催化剂水热稳定性的处理，该装置每次可以处理5g催化剂 （3）中型提升管催化裂化试验装置采用不带回炼的单段提升管反应器，由反应再生器组件、进料及蒸汽发生系统、产品回收及计量系统、气路控制系统、微机控制系统部分组成[]。 催化剂老化后的微反活性由MAT催化裂化固定床微反试验装置评价，该装置按照RIPP92-92标准方法设计，反应产物用GC-2014色谱仪进行分析；533峰高由日本理学D/max-2200PC X-射线衍射仪分析；孔体积和比表面积由Autosorb-6B全自动比表面和孔隙度分析仪分析[]。 中型提升管催化裂化产物中的裂化气各组份由Varian GC-3800C气相色谱分析；汽油、柴油、重油组成由Agilent 6890N气相色谱，应用模拟蒸馏软件分析；烟气中CO、CO2由摩泽朗泰在线红外烟气分析仪分析。 在MAT裂化催化剂水热旋转老化装置上，相同进水量，17的条件下考察了不同温度老化对于不同催化剂微反评价结果的影响，结果表1。温度℃ A B C D 800 82 79 77 66 805 81 76 74 66 812 77 71 71 63 815 75 66 66 63 818 72 62 65 62 平衡剂 69 66 - 由表1可以看出，随着老化增加，催化剂微反活性逐渐下降，但由于催化剂水热稳定性不同，活性下降的程度也不同水热稳定性最好，最差。另外， 815 ℃老化时的微反活性已和平衡剂相同，而催化剂在818 ℃老化时其微反活性和平衡剂还有一定差距，可见不同催化剂的水热稳定性是不太一样的[]。 在CHD-5000催化裂化催化剂水热减活装置上，采用100%水蒸气、常压、10 h的条件，考察了不同老化温度对于催化剂和的理化性质的影响，并与平衡剂进行了对比，试验结果见表2 表2 不同老化苛刻度对催化剂理化性能的影响 催化剂 温度℃ 533峰值 微活 孔体g -1) 比表g -1) A 800 31 84 0.25 174 810 24 77 0.25 151 815 21 76 0.23 140 平衡剂 15 69 0.23 118 B 800 24 79 0.23 151 810 12 70 0.24 123 815 10 70 0.22 119 平衡剂 9 66 0.20 92.5 从表可，随着老化苛刻度的增加，老化后催化剂的533峰值、微活、比表面积等性能不断下降，但810 ℃10 h和815℃10 h老化后的催化剂理化性能相差不大说明当老化温度在810 ℃到815 ℃之间时，催化剂的理化性能比较稳定。但平衡剂的性质要明显低于实验室老化的催化剂，可见催化剂在工业装置中失活的状态和实验室纯水蒸汽老化