炼油与石化工程

美国开发增产丙烯的新型催化剂

2008-07-04　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

   [石油化工科技网2008年7月1日] 目前，全球丙烯总产量约三分之二来自蒸汽裂解装置，然而蒸汽裂解丙烯短缺不断加剧，导致了对炼厂流化催化裂化(FCC)装置丙烯需求的上升。造成丙烯平衡短缺的两个关键因素：一是丙烯需求年增长率为4.8%，超过乙烯4.3%的年需求增长率；二是大多数新增的蒸汽裂解装置建在中东地区，多以乙烷为原料。这导致虽然蒸汽裂解产量增加，而丙烯/乙烯比下降，不可能依靠蒸汽裂解工艺大幅度增产丙烯。
   传统FCC工艺中使用ZSM-5作为助剂，丙烯收率有一定的增加，但不是理想的生产高收率烯烃的方法。当ZSM-5含量达到一定值时，丙烯收率增加幅度不大，原因是ZSM-5添加剂量的增加稀释了主催化剂的活性，而丙烯收率是由主催化剂决定的。
   AFX催化剂具有较高可接近性有利于提高丙烯的选择性，稀土金属含量的降低只增加液化气(LPG)的选择性，尤其是丁烯的选择性。通过提高催化剂可接近性加强烯烃前驱体的扩散，既可降低由Y-沸石催化剂裂解汽油生成LPG的二次反应，又可提高由ZSM-5催化剂裂解汽油产生轻质烯烃的选择性，因为ZSM-5催化剂对丙烯具有高选择性，因此在LPG产物中丙烯浓度得到提高。故该AFX催化剂的另一优势是对湿气压缩机或气体回收单元受限的装置而言，丙烯/LPG比例的提高利于丙烯产量的增加。
   某装置以前采用Albemare公司牌号OPAL的催化剂，另加40%ZSM-5催化剂作为助剂，称为ZOOM助剂。当装置改用AFX催化剂后，在焦炭和淤浆的收率没有增加、催化剂添加速率也注有增加的情况下，丙烯收率从6%(质量分数)提高到8%(质量分数)。由于乙烯收率略有提高，干气增加了0.2%(质量分数)，同时大量汽油烯烃分子裂解，最终导致汽油收率的降低。
   随着AFX催化剂的继续添加，丙烯收率迅速上升至9%(质量分数)以上。使用AFX催化剂，在钒含量比对比催化剂高出43%，AFX催化工艺的镍当量高出25%的情况下，AFX催化剂的丙烯转化率有了明显的增加使用ZSM-5生产的LPG更多转化成丙烯，而使用Y-沸石催化剂更多的是增加LPG里的丁烯收率，因而只有通过减少使用Y-沸石催化剂，适当采用ZSM-5催化剂来实现降低低价值C4收率，提高汽油收率。