第三节 催化裂化催化剂
第三节 催化裂化催化剂
由于催化剂可以降低反应活化能，加快化学反应速率，且可以有选择性地促进某些反应。因此，它对目的产品的质量和产率有决定性的作用。
在工业催化裂化的装置中，催化剂会影响生产能力和生产成本，同时对操作过程条件选择、工艺过程、设备选型都有重要的影响。目前工业上应用较为广泛的是分子筛催化剂，它的发展促进了催化裂化工艺的重大改进。因此，一种良好的重油催化裂化催化剂应具备以下性能：
① 良好的重油裂解性能；
② 抗 Ni、V、Na、N 等污染性能强；
③ 焦炭选择性好；
④ 良好的汽提性能；
⑤ 水热稳定性高等。
一、催化裂化催化剂的种类
工业上广泛采用的裂化催化剂分为两大类：无定形硅酸铝催化剂和结晶型硅酸铝催化剂。前者通常称为普通硅酸铝催化剂（简称硅酸铝催化剂），后者称为沸石催化剂（通常称为分子筛催化剂）。
1.无定形硅酸铝催化剂
硅铝催化剂的主要成分是氧化硅和氧化铝（SiO2和 Al2O3）。按 Al2O3含量的多少又分为低铝和高铝催化剂，低铝催化剂 Al2O3含量在 12%～13%，Al2O3含量超过 25% 时称为高铝催化剂，高铝催化剂活性较高。
硅铝催化剂是一种多孔性物质，具有很大的比表面积，每克新鲜催化剂的表面积（称比表面积）可达 500～700m2。这些表面就是进行化学反应的场所，催化剂表面具有酸性，并形成许多酸性中心，催化剂的活性来源于这些酸性中心。
加载中...
图 4-3 X 型、Y 型分子筛的结构
2.沸石催化剂
沸石（又称分子筛）催化剂是一种新型的高活性催化剂，它是一种具有结晶结构的硅铝酸盐。沸石催化剂也是一种多孔性物质，具有很大的比表面积。所不同的是，它是一种具有规则晶体结构的硅铝酸盐，它的晶格结构中排列着整齐均匀、孔径大小一定的微孔，只有直径小于孔径的分子才能进入其中，而直径大于孔径的分子则无法进入。由于它能像筛子一样将不同直径的分子分开，因而形象地称为分子筛。按其组成及晶体结构的差异，沸石催化剂可分为 A 型、X 型、Y 型和丝光沸石等几种类型。目前，工业上常用的是 X 型和 Y 型。X 型和 Y 型的晶体结构是相同的，如图 4-3 所示，其主要差别是硅铝比不同。人工合成的分子筛是含有钠离子的分子筛（原料为氧化硅、氧化铝、苛性碱），它没有催化活性。分子筛中的钠离子可以用离子交换的方式与其他阳离子置换。
近年来，重油的催化裂化发展很快，新型的重油催化裂化催化剂不断应用于工业中，而且效果令人满意。不同品种和性能的重油催化裂化催化剂如下。
（1）稀土 Y 型分子筛（REY） 裂化催化剂
以水玻璃和硫酸铝共胶生成的无定形硅铝为基质生产的全合成稀土 Y 型分子筛催化剂，包括氧化铝含量 13%～15% 的低铝 REY 分子筛催化剂和氧化铝含量 25%～30% 的高铝 REY 分子筛催化剂。
（2）超稳 Y 型分子筛（USY） 裂化催化剂
SRNY 分子筛重油裂化催化剂孔分布十分合理，大孔裂化重油组分中的大分子烃类并沉积重金属，中孔裂化已经过预裂化的烃类分子，小孔进行完全裂化。这种催化剂具有较好的水热稳定性和重油裂化能力，以及较好的焦炭选择性和突出的抗重金属污染能力，在重油催化裂化装置中的使用效果令人满意。CHZ-2 和 CHZ-3 就属于这类催化剂，已经在炼厂推广使用。
（3）稀土氢 Y 型分子筛（REHY） 裂化催化剂
RHZ-300 催化剂具有活性高、焦炭选择性好、抗重金属能力强、机械强度高的特点，适用于重油催化裂化。LANET-35 催化剂是新型的重油催化裂化催化剂，该催化剂的重油转化能力强，在掺渣比 60% 的情况下，汽油 + 柴油 + 液化气收率达 82.83%，产量和质量也能满足要求：汽油辛烷值高，可以直接生产出口 90#汽油，干气和焦炭产率较低，催化剂抗重金属能力强。