[发明专利]一种提高FCC催化剂抗重金属污染性能助剂

说明书

本发明属于化学助剂领域，涉及一种提高FCC催化剂抗重金属污染性能助剂，该助剂按照以下步骤制备而成：(1)将粘土于700～1000℃条件下焙烧0.5～5小时；(2)将焙烧处理粘土与其质量倍数5～10的去离子水混合、打浆，加入无机酸，调节体系[H⁺]＝0.1～10摩尔/升，然后向浆液中加入镁盐和稀土盐并于50～95℃条件下搅拌反应0.5～5小时，反应结束后在搅拌状态下以并流的方式加入NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，调节浆液体系pH＝9～14，静置老化5～30分钟后过滤、洗涤并干燥，得改性粘土复合材料；(3)将改性粘土复合材料、粘结剂与去离子水混合、打浆，所得浆液经喷雾干燥成型、焙烧后，即得助剂。本发明制备过程简单、成本低廉并可全面提高当前FCC催化剂抗V、Ni和Fe污染性能。

技术领域

本发明属于化学助剂领域，涉及一种提高FCC催化剂抗重金属污染性能助剂，具体涉及一种可显著提高FCC催化剂抗重金属V、Ni和Fe污染性能的助剂。

背景技术

催化裂化(FCC)是炼油工业中重要的二次加工工艺，在炼油工业中具有举足轻重的地位。随着世界原油重质化和劣质化日益严重，重油FCC得以迅速发展，已占目前世界原油加工总能力的25％。然而，重质油中除含有大量胶质和沥青质外，还含有较多的重金属组分，因此对FCC催化剂的抗重金属污染性能的要求越来越高。

当前，对于FCC催化剂，原料油当中的V、Ni和Fe是三种主要的重金属污染元素，它们对于FCC催化剂的污染机理各不相同。这其中，V元素在FCC催化剂高温水热再生环境中能够形成钒酸物质(H₃VO₄)，由于形成的钒酸酸性较强，从而极易破坏FCC催化剂活性组分沸石分子筛的骨架结构，进而造成催化剂活性下降，重油转化能力大幅下降；Ni元素在FCC催化剂高温再生过程中会以NiO的形式沉积在催化剂表面，在催化裂化临氢反应环境中，沉积的NiO会被还原生成零价镍(Ni⁰)物种。由于Ni⁰物种具有很强的脱氢活性，会显著增加油气分子的脱氢反应，生成大量的氢气，进而导致FCC装置干气产率上升，使得装置压缩机高负荷运行，从而会严重影响装置的稳定运行。Fe元素在FCC催化剂高温水热再生过程中会与催化剂中存在的Na₂O、SiO₂形成低熔点共熔物，由于形成的低熔点共熔物具有较强的流动性，极易堵塞催化剂孔道结构，严重影响油气分子在催化剂孔道内的扩散传质，从而会造成轻质油品产率下降，焦炭产率上升。对于提高FCC催化剂的抗重金属污染性能的研究一直是人们关注的热点问题，总结起来大致有以下三种方式：

(1)使用液体FCC重金属污染元素钝化剂。例如CN1068588公开了一种用于提高FCC催化剂抗重金属污染性能的重金属液体钝化剂，该液体钝化剂由锑和/或铋的羧基化合物、反应介质和增溶剂三部分构成。CN1294173公开了一种水溶性重金属钝化剂，其是以锑、铝和稀土镧为主要组分，可以显著降低FCC催化剂中毒失活，提高汽油等轻质油品的收率。

(2)在FCC催化剂中直接加入具有重金属污染元素钝化性能的改性元素组分，通常为稀土镧、铈元素。例如，CN85106050A专利通过向催化剂中引入镧系改性元素，进而提高了催化剂的抗钒污染性能。

(3)使用特殊的FCC催化剂基质材料，目前应用最多是各类大孔、介孔氧化铝材料。

然而，上述三种方式各自存在一些明显的缺陷，其中液体重金属钝化剂不但造价高昂，同时毒性较大，目前已经市面上已很少使用；而现有FCC催化剂抗重金属污染技术其往往只针对单一重金属污染元素有效，无法全面提高催化剂抗V、Ni和Fe污染性能，而原料油中往往同时存在V、Ni和Fe等多种重金属污染元素。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种制备过程简单、成本低廉并可全面提高当前FCC催化剂抗V、Ni和Fe污染性能的助剂。