催化裂化金屬鈍化劑的應(yīng)用研究

摘 要：鎳和釩在FCC催化劑上的沉積會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。本文綜述了鈍鎳劑、鈍釩劑和多功能鈍化劑在催化裂化中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：FCC；催化劑；重金屬；中毒；鈍化劑；

中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-07-00-01

鎳和釩在石油中的含量較為豐富，且多以卟啉和非卟啉配合物的形式存在，電脫鹽過程無法將它們?nèi)コ?，危害尤為突出。金屬鈍化法是指通過進(jìn)料或直接將一種對(duì)污染金屬有鈍化作用的化合物（鈍化劑）溶液加入到正在運(yùn)轉(zhuǎn)中的催化劑上，以抑制污染金屬毒害作用的方法。由于在生產(chǎn)過程中加入重金屬鈍化劑方法簡便，具有投資少、見效快、應(yīng)用靈活等特點(diǎn)，因此該方法已被廣泛采用，成為目前解決重金屬污染問題的最經(jīng)濟(jì)而有效的辦法。

一、鎳和釩對(duì)催化裂化催化劑的影響

鎳和釩主要是以有機(jī)配合物的形式存在于石油中的。在FCC過程中，原料中的金屬配合物發(fā)生分解，鎳和釩沉積在催化劑上，導(dǎo)致催化劑中毒[1]。鎳和釩毒害催化劑的作用方式不同，鎳主要是改變催化劑的選擇性，對(duì)活性影響不大；而釩對(duì)催化劑活性的危害比較大，對(duì)選擇性也有影響[2]。

二、金屬鈍化劑在催化裂化中的應(yīng)用

（一）鈍鎳劑

鈍鎳劑的機(jī)理：鈍鎳的核心問題是抑制低價(jià)鎳的脫氫活性。鈍鎳組分與鎳形成合金，如銻基鈍鎳劑通過Sb和Ni在FCC再生條件（約700℃，氧化氣氛）下生成NixSbyOz，該化合物在FCC反應(yīng)條件下可被還原成Sb-Ni合金，通過在金屬之間形成化學(xué)鍵，抑制零價(jià)鎳的強(qiáng)脫氫活性，達(dá)到鈍鎳的目的；鈍鎳組分與高價(jià)鎳形成穩(wěn)定的化合物，如利用B2O3與NiO形成在FCC再生條件下不易被氫還原的二硼酸鎳，保持鎳的氧化態(tài)，抑制低價(jià)鎳的脫氫活性。銻劑和鉍劑是目前工業(yè)應(yīng)用最廣泛的鈍鎳劑，銻型鈍鎳劑和鉍基鈍化劑開發(fā)較早，且在工業(yè)上應(yīng)用較廣。目前鈍鎳劑正朝無毒、高效的方向發(fā)展[3]。

（二）鈍釩劑

鈍釩劑的機(jī)理：現(xiàn)在普遍的觀點(diǎn)是使鈍化金屬與釩形成一種高熔點(diǎn)化合物，這種化合物在FCC再生條件下是穩(wěn)定的，不會(huì)在催化劑沸石上流動(dòng)；或者鈍化金屬與釩、催化劑沸石、基質(zhì)組分相互作用，在催化劑表面形成一層薄膜覆蓋在釩上面，阻止釩向沸石孔內(nèi)遷移，從而減少釩對(duì)催化劑沸石的破壞。Chevron公司和Nalco公司研制了錫基鈍化劑[4]，錫對(duì)鎳的鈍化作用不明顯，但其突出作用是鈍化釩。錫可以形成薄膜覆蓋在催化劑表面，把釩破壞沸石活性的作用減少20%。

（三）多功能鈍化劑

當(dāng)FCC裝置進(jìn)料鎳和釩含量都較高時(shí)，需要加入同時(shí)具有抗鎳抗釩性能的多功能鈍化劑。AKZO公司開發(fā)的KMR是一種集分子篩性能與抗金屬釩和鎳多種功能的集合體。石油大學(xué)成功地開發(fā)出能有效鈍化原料油中的Ni、Fe、Na、V等金屬對(duì)FCC催化劑污染的多功能鈍化劑DNFVN-1[5]，該劑同時(shí)具有高效、低毒、性質(zhì)穩(wěn)定和使用方便等綜合性能。

三、結(jié)束語

現(xiàn)階段人們關(guān)于金屬對(duì)催化裂化催化劑的危害已有了較為清楚的認(rèn)識(shí)，并相應(yīng)采取了一些抑制金屬毒害催化劑中金屬的措施。需開發(fā)對(duì)人體無害和對(duì)環(huán)境無污染的“綠色環(huán)保型”FCC金屬鈍化劑，尤其是多功能鈍化劑將是該領(lǐng)域的發(fā)展新方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]Trujillo C A，Uribe U N，Knops-Gerrits P P，et al..The Mechanism of zeolite Y destruction by syeam in the presence of vanadium[J]. J Catal，1977，168（1）：1-14.

[2]王國峰，呂延曾，趙洪軍.釩對(duì)催化裂化催化劑的影響與對(duì)策[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2012，30（4）：355-358.

[3]王進(jìn)善.重金屬對(duì)FCC催化劑的影響[J].齊魯石油化工，1998，26（3）：211-216.

[4]English A R，Kowalczyk D C.Oil and Gas J，1984，82（29）.

[5]江少明，張春軍，徐振領(lǐng)，劉國進(jìn).DNFVN-1金屬鈍化劑在重油催化裂化裝置上的應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2001，32（10）：18-20.

作者簡介：吳強(qiáng)（1986-），男，遼寧撫順，本科，助理工程師，2009年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事煉油生產(chǎn)技術(shù)管理工作。