[發明專利]一種催化裂化催化劑在線老化方法

有效

• 申請號: 201110326870.4
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103071542A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 李強;常學良;魯維民;許友好
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J37/10
• 分類號: B01J37/10;C10G11/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種催化裂化工藝中使新鮮催化裂化催化劑活性穩定的方法，更具體地說，涉及一種催化裂化催化劑在線連續快速老化的方法。

技術背景

催化裂化技術是一種重要的原油二次加工過程。工業上催化裂化采用流化床反應-再生系統，原料油和催化劑在提升管反應器內接觸，在催化劑表面發生催化裂化反應，在生成液化氣、汽油、柴油等產品的同時也生成部分焦炭沉積在催化劑上。沉積有焦炭的待生催化劑經催化劑輸送管送往再生器燒焦再生完成一個循環。催化劑在反應-再生過程中緩慢降低活性，同時一部分催化劑細粉會有跑損，因此需要不斷往系統中補充新鮮催化劑以維持催化劑的活性。

催化裂化催化劑為分子篩催化劑，新鮮催化劑初始活性高且不穩定。在測試新鮮催化劑的活性時一般都需要對催化劑進行水熱老化。裂化催化劑水熱失活是指催化劑中分子篩在較高溫度和水蒸氣存在的條件下，結構崩塌、結晶度降低、比表面積和活性中心減少的現象。分子篩在水熱環境下水解脫鋁和硅遷移，鋁氧四面體遇水水解，骨架上的Si-O-Al被Si-O-Si所取代。由于Si原子直徑比Al原子直徑小，使得鍵長變短，晶胞收縮。如果硅來不及遷移，有可能造成結構崩塌。由于骨架上Al原子減少，分子篩提供的酸中心H⁺減少，活性下降。高溫下催化劑基質孔體積和分子篩孔體積的減少，使分子篩活性中心的可接近性下降，也是催化劑水熱失活的另一個原因。

催化裂化工業裝置中，催化劑在反應器中反應約幾秒鐘，經水蒸氣汽提后循環到再生器中用空氣進行燒焦再生，再生時間約有幾分鐘。再生后的催化劑再循環到反應器中，整個過程連續進行，周而復始。催化劑的失活主要在操作條件最苛刻的再生器內發生。在常規再生器操作條件下，水蒸氣分壓約為21.3～26.7kPa，再生溫度約為650～720℃。在此環境下，新鮮催化劑在起始階段的循環過程中，活性中心數目下降較快，約有25％的分子篩和40％～60％的基質遭到損壞，此后分子篩以大約每天下降0.5％的速率緩慢失活，基質部分活性基本不變。這樣催化劑從新鮮劑到活性達到平衡大約需要45～90天的時間。由于新鮮催化劑的添加是根據催化劑的消耗與活性來添加的，因此，在系統中總有一部分催化劑活性很高，接近新鮮劑的水平，而這部分高活性催化劑在與原料接觸反應時會產生較多副反應，生成低價值的干氣和焦炭，造成目標產品如液化氣、汽油、柴油等的產率降低。

由于上述新鮮催化劑直接加入催化裂化反應-再生系統中的弊端，有必要在新鮮催化劑加入系統之前就將其老化，使其接近系統中平衡劑的活性水平，這樣將大大提高系統中催化劑的均勻性，改善反應的選擇性。

目前催化劑的老化方法與裝置均為實驗室小型裝置，工業上尚未有催化劑老化器。將新鮮催化劑在老化器內預先老化好再添加至裝置的間歇老化是一種可選的老化方法，但老化器的尺寸較大，投資和能耗較大。本發明決定采用一種催化劑在線老化的方式對新鮮催化劑進行老化。新鮮催化劑連續添加入老化器內老化，同時從老化器內連續的將一部分催化劑輸送到催化裂化系統中去。采用本發明能，大大減小老化器結構尺寸，減少投資和操作費用，改善催化劑活性均勻度，提高產品選擇性。

發明內容

本發明要解決技術問題是提供一種用于催化裂化工業裝置上的快速將新鮮催化劑的活性降低到穩定水平的催化劑在線老化方法。

本發明提供的一種催化裂化催化劑在線老化方法，包括以下步驟：

(1)催化劑老化器為流化床反應器，新鮮催化裂化催化劑連續加入催化劑老化器，含有水蒸氣的老化介質由底部引入催化劑老化器，在溫度為500～900℃，壓力為常壓～1.0MPa的條件下，催化裂化催化劑與水蒸氣接觸水熱反應，同時催化劑和氣體向上流動；

(2)催化劑老化器頂部催化劑和氣體進行氣固分離，分離出的降低活性的催化裂化催化劑引出催化劑老化器，連續輸送至催化裂化反應-再生系統中。

本發明提供的方法中，所述的新鮮催化裂化催化劑在催化劑老化器中平均老化時間為1～24小時，催化劑的活性降低到穩定水平后，老化完成的催化劑連續輸送至催化裂化反應-再生系統中。

本發明提供的催化劑在線老化方法的有益效果為：