F-T合成加氢裂化催化剂的工业应用

宋春晖 田大卿

摘要：在F-T合成过程中，其所需要的低温工艺能够产生百分之二十的石蜡，并且要对石蜡进行氢裂化。本篇文章中，简要阐述了关于F-T合成加氢裂化催化剂的特点，并基于此探讨了关于F-T合成加氢裂化催化剂在工业上的应用，通过国内外的使用情况，进一步加深对F-T合成加氢裂化催化剂的研究。

关键词：F-T合成;氢裂化催化劑;使用情况

引言：近年来，国家的煤油加工工艺为煤油企业的发展提供了多方面的引领作用，许多煤油公司在对F-T的合成方面，存在着多方面的技术改进。随着加氢裂化催化剂在国内外的广泛使用，宁夏煤制油公司也针对自身公司的发展趋势，对FC-14与SC-I催化剂进行了多方面的工业用途。

1.F-T合成加氢裂化催化剂的特点

加氢裂化技术，已经不断成为了重油深度加工的重要工艺，并逐步发展成为现代炼油的重要核心动力。在加氢裂化的在不断普及应用中，其所表现的综合特点有：加工原料的使用范围广、生产加工的灵活性强、生产的产品质量高且生产品种多、相关的产品选择性较多。首先，针对加氢裂化的加工原料范围选择上，首次加工的原料需要涉及到三种油原料的使用，其中以减压蜡油作为重点。二次加工的原料需要中油原料的补充，其中以焦化蜡油与沥青油作为原料重点。此外，在非常规的用料选择上，也可以以动植物油脂或煤焦油作为参考。其次，生产的灵活性主要体现在不同的加工流程所选择的不同催化剂，以及在生产进行中所需要调整的不同操作形式。在加氢裂化技术的操作过程中，可以看出良好的操作弹性。最后，其产品的选择种类方面，有多方向的参考。按照目前最大生产量的中间馏分油来说，其最大的收率可以达到82%。所生产的氢裂化尾油，最大的收率可以达到65%。

2.F-T合成加氢裂化催化剂的工业应用

2.1国内应用

2.1.1FC-14加氢裂化催化剂

在中国的煤油化工工艺中，对于加氢裂化的重点开发，已经达到了多种模式的研发数量。比如：ZHC-04、FC-14以及FC-30等加氢裂化催化剂。其中，针对FC-14的加氢裂化催化剂，其主要的特定分子组与Y型的分子相比，具有体积小、酸密度小以及二次孔多等显著特点。以上的特点，可以在FC-14在加氢裂化的进程中具有较强的馏分油选择可能性。并且能够在催化过程中，改善其催化的内部结构性，从而改善针对柴油或其他油类的低温流动性。宁夏煤制油公司针对FC-14加氢裂化催化剂的灵活性，进行了大幅度的提升，并对其中间馏分油的选择可能性上，提高了两个百分点。在大型批量生产中，可以极大的降低润滑油等基础油的运用。在FC-14加氢裂化催化剂的使用进程中，石脑油的收率达到了31%，并且含有了容易被分解的烷烃，并成为了最优质的乙烯类材料。其中，还收获了62%的柴油，分解后的柴油，污染量少、密度低，符合清洁能源的标准，在清洁的柴油生产中可以发挥其巨大优势。针对加氢裂化的氢能源消耗中，其所设计到的中间馏分油的选择可能较多，其凝点较低。对于催化剂自身而言，其催化的效果好，稳定性较强，操作过程也较为轻松，能够最大限度的满足日常的运行操作要求[1]。并在持续长时间的运行中，达到预期的生产效果，维护经济的平稳增长，达到使顾客满意的生产需求。在宁夏煤制油公司对FC-14催化剂的利用方面，其研制的工艺，主要还包含了合成煤制油的新型工艺技术。加氢裂化的使用中，将所需要的三个工艺进行串联，使用FZC系列的加氢保护，使二者进行有效融合，以此合成出轻质的馏分油，并针对其重要的杂质以及煤基合成蜡生成石脑油或轻型柴油等，使剩余资源得到合理利用。

2.1.2SC-I加氢裂化催化剂

针对SC-I加氢裂化催化剂的使用，目前市场还没有广泛的推行。宁夏煤制油公司在其内部进行催化剂的推行方面，采用了中和性更高的SC-I加氢裂化催化剂。该催化剂的主要载体并不多见，Ni/W作为氢金属加工的组成部分，在其生产运作过程中，起到了重要作用。SC-I加氢裂化催化剂的常见使用方式是浸渍法，此方法主要通过调整对金属内部基本载体的结合方式，进行调节与催化，并最终形成氢能与裂解性能的有机平衡。在Ni/W浸渍于HY分子过程中，降低了分子筛的整体酸性，对抑制烃溶质的裂解起到了重要作用。此外，有效的降低了次要产物的生成，进一步的提高了产品的油类收率。在SC-I加氢裂化催化剂运作的同时，可以很好的看出其表现出的良好活性以及中间馏变油的高选择性。在原料总数为20t·h-1的条件下，反应运作的出口温度达340℃，总体温度升高14℃，其较高的反应灵活性得到有效体现。此外，在其温度的有效控制中，温度的灵活控制也得到了一定范围的表现。在这样的条件下，煤油的收率基本可以达到3-4个百分点，其中也不乏对中油的选择调控。

2.2国外应用

2.2.1UOP公司

国外针对加氢裂化催化剂的使用方面，主要以UOP公司为典型。UOP公司在过氢裂化催化剂的应用较为广泛，主要表现在两种形式的催化剂：一种是DHC型催化剂，此种催化剂在形状及其所需承载的载体方面，没有确定的因素，能最大限度的生产馏分油[2]。另一种是HC型的催化剂，此种类型的催化剂以分子筛作为主要载体，在第二阶段的生产运作中起重要作用。UOP公司中，针对馏分油的催化剂方面，也有较成功的催化剂生产，例如，HC-215，催化剂。该催化剂自身的活性以及选择性都表现出了相当大的优势。

2.2.2Chevron公司

在加氢裂化的分馏减压处理方面，做出了巨大贡献。与国内的宁夏煤制油公司不同，Chevron公司通过优化载体技术，使其中心密度进行增大，最大化的优化了其分子内部的活性。在其2003年推出的ICR-178催化剂的分子结构中可以看出，这种无定型的催化剂所具备的加氢与脱氮的性能变得更加优越。针对此类催化剂不同方式的改进，加氢脱氮的效率可以提至15%，甚至更多。在日常生产的实际工作中可以看出，ICR-178加氢裂化催化剂的脱硫性良好，甚至在分子密度上大量减小。这对于加氢脱氮的工艺技术都有着良性的参考指标，为加工裂化减压的煤油提供了进一步的技术指导。

2.2.3Criterion公司

Criterion公司针对加氢硫化的催化剂有着许多的代表作，其中最典型的是Z-3723催化剂。Z-3723催化剂是在分子筛设备中选择第一个新型先进分子筛而进行的分子筛催化剂。该催化剂的主要形态为三叶草，此形态可以最大程度的减少其扩散的程度，并极大的减少外部压力。此催化剂的研发，促进了分子中的中心活动接触，并极大程度的提高了催化剂内部的分子活性。该催化剂相比于其他催化剂，在密度方面更小，由此可以极大的较小反应容器的体积。Z-3723催化剂独特的加氢性能使其可以尽快区分与传统催化剂的功能。在催化剂的成型、组成以及金属的负载方式中都有一定程度的优化。Z-863作为这一系列中，最高级的加氢催化剂产品，在产品的预处理方面，都表现出了极大的优势，Criterion公司的催化剂生产工艺，现如今已在中国的多家煤油企业的工业中得到广泛应用。

2.2.4Albemarle公司

针对新型的加氢裂化催化剂的开发，最先由美国的雅宝公司与日本的凯金公司共同研制。KF868作为新型的催化剂，在工业的减压与氢裂化预处理的功能方面，都有显著的性能体现[3]。在催化过程中，KF868催化剂可以最大程度上的延长催化剂自身的运行周期，在提高产品质量的同时，将加氢裂化的选择性得到加强，并减少了额外对劣质原材料的投入。

结论：F-T工艺的合成，是对煤炭、天然气以及其余废弃的有效利用与加工过程，在工业的应用中较为广泛。在F-T工艺的研究过程中，始终把清洁燃料的研发与加氢裂化的轻度生产作为主要目的。在研究工艺与研究进程中，需要合理的利用有效资源，进行大批量煤油的开发与少量的废物产出。

参考文献：

[1]王慧君，武应全，田少鹏，等.F-T组分改性KCuZrO_2催化剂上CO加氢合成异丁醇的性能研究[J].燃料化学学报，2020，48（03）：302-310.

[2]王凯，代惠，李贝，等.hcp-Co基费托合成催化剂的研究进展[J].石油化工，2019，48（09）：968-975.

[3]付华，章敏，郑华艳，等.合成气制低碳醇改性F-T合成催化剂研究进展[J].天然气化工（C1化学与化工），2019，44（01）：129-134.