F-T合成加氫裂化催化劑的工業(yè)應(yīng)用

宋春暉 田大卿

摘要：在F-T合成過程中，其所需要的低溫工藝能夠產(chǎn)生百分之二十的石蠟，并且要對石蠟進行氫裂化。本篇文章中，簡要闡述了關(guān)于F-T合成加氫裂化催化劑的特點，并基于此探討了關(guān)于F-T合成加氫裂化催化劑在工業(yè)上的應(yīng)用，通過國內(nèi)外的使用情況，進一步加深對F-T合成加氫裂化催化劑的研究。

關(guān)鍵詞：F-T合成;氫裂化催化劑;使用情況

引言：近年來，國家的煤油加工工藝為煤油企業(yè)的發(fā)展提供了多方面的引領(lǐng)作用，許多煤油公司在對F-T的合成方面，存在著多方面的技術(shù)改進。隨著加氫裂化催化劑在國內(nèi)外的廣泛使用，寧夏煤制油公司也針對自身公司的發(fā)展趨勢，對FC-14與SC-I催化劑進行了多方面的工業(yè)用途。

1.F-T合成加氫裂化催化劑的特點

加氫裂化技術(shù)，已經(jīng)不斷成為了重油深度加工的重要工藝，并逐步發(fā)展成為現(xiàn)代煉油的重要核心動力。在加氫裂化的在不斷普及應(yīng)用中，其所表現(xiàn)的綜合特點有：加工原料的使用范圍廣、生產(chǎn)加工的靈活性強、生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量高且生產(chǎn)品種多、相關(guān)的產(chǎn)品選擇性較多。首先，針對加氫裂化的加工原料范圍選擇上，首次加工的原料需要涉及到三種油原料的使用，其中以減壓蠟油作為重點。二次加工的原料需要中油原料的補充，其中以焦化蠟油與瀝青油作為原料重點。此外，在非常規(guī)的用料選擇上，也可以以動植物油脂或煤焦油作為參考。其次，生產(chǎn)的靈活性主要體現(xiàn)在不同的加工流程所選擇的不同催化劑，以及在生產(chǎn)進行中所需要調(diào)整的不同操作形式。在加氫裂化技術(shù)的操作過程中，可以看出良好的操作彈性。最后，其產(chǎn)品的選擇種類方面，有多方向的參考。按照目前最大生產(chǎn)量的中間餾分油來說，其最大的收率可以達到82%。所生產(chǎn)的氫裂化尾油，最大的收率可以達到65%。

2.F-T合成加氫裂化催化劑的工業(yè)應(yīng)用

2.1國內(nèi)應(yīng)用

2.1.1FC-14加氫裂化催化劑

在中國的煤油化工工藝中，對于加氫裂化的重點開發(fā)，已經(jīng)達到了多種模式的研發(fā)數(shù)量。比如：ZHC-04、FC-14以及FC-30等加氫裂化催化劑。其中，針對FC-14的加氫裂化催化劑，其主要的特定分子組與Y型的分子相比，具有體積小、酸密度小以及二次孔多等顯著特點。以上的特點，可以在FC-14在加氫裂化的進程中具有較強的餾分油選擇可能性。并且能夠在催化過程中，改善其催化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)性，從而改善針對柴油或其他油類的低溫流動性。寧夏煤制油公司針對FC-14加氫裂化催化劑的靈活性，進行了大幅度的提升，并對其中間餾分油的選擇可能性上，提高了兩個百分點。在大型批量生產(chǎn)中，可以極大的降低潤滑油等基礎(chǔ)油的運用。在FC-14加氫裂化催化劑的使用進程中，石腦油的收率達到了31%，并且含有了容易被分解的烷烴，并成為了最優(yōu)質(zhì)的乙烯類材料。其中，還收獲了62%的柴油，分解后的柴油，污染量少、密度低，符合清潔能源的標準，在清潔的柴油生產(chǎn)中可以發(fā)揮其巨大優(yōu)勢。針對加氫裂化的氫能源消耗中，其所設(shè)計到的中間餾分油的選擇可能較多，其凝點較低。對于催化劑自身而言，其催化的效果好，穩(wěn)定性較強，操作過程也較為輕松，能夠最大限度的滿足日常的運行操作要求[1]。并在持續(xù)長時間的運行中，達到預(yù)期的生產(chǎn)效果，維護經(jīng)濟的平穩(wěn)增長，達到使顧客滿意的生產(chǎn)需求。在寧夏煤制油公司對FC-14催化劑的利用方面，其研制的工藝，主要還包含了合成煤制油的新型工藝技術(shù)。加氫裂化的使用中，將所需要的三個工藝進行串聯(lián)，使用FZC系列的加氫保護，使二者進行有效融合，以此合成出輕質(zhì)的餾分油，并針對其重要的雜質(zhì)以及煤基合成蠟生成石腦油或輕型柴油等，使剩余資源得到合理利用。

2.1.2SC-I加氫裂化催化劑

針對SC-I加氫裂化催化劑的使用，目前市場還沒有廣泛的推行。寧夏煤制油公司在其內(nèi)部進行催化劑的推行方面，采用了中和性更高的SC-I加氫裂化催化劑。該催化劑的主要載體并不多見，Ni/W作為氫金屬加工的組成部分，在其生產(chǎn)運作過程中，起到了重要作用。SC-I加氫裂化催化劑的常見使用方式是浸漬法，此方法主要通過調(diào)整對金屬內(nèi)部基本載體的結(jié)合方式，進行調(diào)節(jié)與催化，并最終形成氫能與裂解性能的有機平衡。在Ni/W浸漬于HY分子過程中，降低了分子篩的整體酸性，對抑制烴溶質(zhì)的裂解起到了重要作用。此外，有效的降低了次要產(chǎn)物的生成，進一步的提高了產(chǎn)品的油類收率。在SC-I加氫裂化催化劑運作的同時，可以很好的看出其表現(xiàn)出的良好活性以及中間餾變油的高選擇性。在原料總數(shù)為20t·h-1的條件下，反應(yīng)運作的出口溫度達340℃，總體溫度升高14℃，其較高的反應(yīng)靈活性得到有效體現(xiàn)。此外，在其溫度的有效控制中，溫度的靈活控制也得到了一定范圍的表現(xiàn)。在這樣的條件下，煤油的收率基本可以達到3-4個百分點，其中也不乏對中油的選擇調(diào)控。

2.2國外應(yīng)用

2.2.1UOP公司

國外針對加氫裂化催化劑的使用方面，主要以UOP公司為典型。UOP公司在過氫裂化催化劑的應(yīng)用較為廣泛，主要表現(xiàn)在兩種形式的催化劑：一種是DHC型催化劑，此種催化劑在形狀及其所需承載的載體方面，沒有確定的因素，能最大限度的生產(chǎn)餾分油[2]。另一種是HC型的催化劑，此種類型的催化劑以分子篩作為主要載體，在第二階段的生產(chǎn)運作中起重要作用。UOP公司中，針對餾分油的催化劑方面，也有較成功的催化劑生產(chǎn)，例如，HC-215，催化劑。該催化劑自身的活性以及選擇性都表現(xiàn)出了相當大的優(yōu)勢。

2.2.2Chevron公司

在加氫裂化的分餾減壓處理方面，做出了巨大貢獻。與國內(nèi)的寧夏煤制油公司不同，Chevron公司通過優(yōu)化載體技術(shù)，使其中心密度進行增大，最大化的優(yōu)化了其分子內(nèi)部的活性。在其2003年推出的ICR-178催化劑的分子結(jié)構(gòu)中可以看出，這種無定型的催化劑所具備的加氫與脫氮的性能變得更加優(yōu)越。針對此類催化劑不同方式的改進，加氫脫氮的效率可以提至15%，甚至更多。在日常生產(chǎn)的實際工作中可以看出，ICR-178加氫裂化催化劑的脫硫性良好，甚至在分子密度上大量減小。這對于加氫脫氮的工藝技術(shù)都有著良性的參考指標，為加工裂化減壓的煤油提供了進一步的技術(shù)指導(dǎo)。

2.2.3Criterion公司

Criterion公司針對加氫硫化的催化劑有著許多的代表作，其中最典型的是Z-3723催化劑。Z-3723催化劑是在分子篩設(shè)備中選擇第一個新型先進分子篩而進行的分子篩催化劑。該催化劑的主要形態(tài)為三葉草，此形態(tài)可以最大程度的減少其擴散的程度，并極大的減少外部壓力。此催化劑的研發(fā)，促進了分子中的中心活動接觸，并極大程度的提高了催化劑內(nèi)部的分子活性。該催化劑相比于其他催化劑，在密度方面更小，由此可以極大的較小反應(yīng)容器的體積。Z-3723催化劑獨特的加氫性能使其可以盡快區(qū)分與傳統(tǒng)催化劑的功能。在催化劑的成型、組成以及金屬的負載方式中都有一定程度的優(yōu)化。Z-863作為這一系列中，最高級的加氫催化劑產(chǎn)品，在產(chǎn)品的預(yù)處理方面，都表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢，Criterion公司的催化劑生產(chǎn)工藝，現(xiàn)如今已在中國的多家煤油企業(yè)的工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

2.2.4Albemarle公司

針對新型的加氫裂化催化劑的開發(fā)，最先由美國的雅寶公司與日本的凱金公司共同研制。KF868作為新型的催化劑，在工業(yè)的減壓與氫裂化預(yù)處理的功能方面，都有顯著的性能體現(xiàn)[3]。在催化過程中，KF868催化劑可以最大程度上的延長催化劑自身的運行周期，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時，將加氫裂化的選擇性得到加強，并減少了額外對劣質(zhì)原材料的投入。

結(jié)論：F-T工藝的合成，是對煤炭、天然氣以及其余廢棄的有效利用與加工過程，在工業(yè)的應(yīng)用中較為廣泛。在F-T工藝的研究過程中，始終把清潔燃料的研發(fā)與加氫裂化的輕度生產(chǎn)作為主要目的。在研究工藝與研究進程中，需要合理的利用有效資源，進行大批量煤油的開發(fā)與少量的廢物產(chǎn)出。

參考文獻：

[1]王慧君，武應(yīng)全，田少鵬，等.F-T組分改性KCuZrO_2催化劑上CO加氫合成異丁醇的性能研究[J].燃料化學學報，2020，48（03）：302-310.

[2]王凱，代惠，李貝，等.hcp-Co基費托合成催化劑的研究進展[J].石油化工，2019，48（09）：968-975.

[3]付華，章敏，鄭華艷，等.合成氣制低碳醇改性F-T合成催化劑研究進展[J].天然氣化工（C1化學與化工），2019，44（01）：129-134.