洛阳石油化工工程公司炼制研究所：基础知识催化裂化金属钝化剂的作用原理及应用

洛阳石油化工工程公司炼制研究所：基础知识催化裂化金属钝化剂的作用原理及应用

基础知识催化裂化金属钝化剂（河南省洛阳市）钝化剂的原理是基于钝化剂中的有效成分随原油沉积在催化剂表面，与金属镍发生反应，或生成金属盐或以薄膜的形式覆盖在污染金属表面，从而改变污染金属的分散状态和存在形态，转变为稳定的、无污染的活性成分，抑制其对催化剂活性和选择性的损害，其中镍和钒对催化剂的影响最为严重，它们以卟啉化合物、环己烷盐、无机盐等形式存在于原油中，在催化裂化反应过程中，它们不断沉积在催化剂上，导致催化剂选择性变差，活性下降，裂解产物焦炭和气体收率增加，轻质油收率下降。 将有机或无机化合物以液态注入催化裂化反应2再生系统，与催化剂上的重金属发生反应，抑制其对催化剂的污染。自1976年该公司首次开发成功锑钝化剂技术以来，国内外进行了广泛的开发研究工作。调查资料显示，飞利浦、雪弗兰等几家国外大公司占钝化剂及相关技术专利申请的90%以上，对元素周期表中绝大部分金属元素进行了钝化剂的研究。我国从20世纪70年代末开始，主要以石油化工科学研究院为主，进行钝化剂技术的研究开发，到目前为止，已有多个系列的钝化剂产品在国内炼油厂得到广泛应用。金属钝化剂的技术要求由于催化裂化操作条件苛刻，反应2中的再生催化剂不仅要经受高温和水蒸气还原过程，因此要求钝化剂具有良好的热稳定性，以保证较高的有效组分析出。 同时，催化剂上沉积的钝化剂组分与镍、钒等污染金属有较强的相互作用，可以有效抑制重金属的污染活性，且不影响催化剂的性能。

此外还要考虑钝化剂使用的方便性和经济性，综合各方面因素，研制的钝化剂产品要满足质量稳定、粘度小、便于运输、有效组分沉积率高、钝化效果显著等条件。工业应用：目前工业装置使用的金属钝化剂主要有以下三种类型：国外如，国内如石油化工科学研究院的MP225、洛阳石油化工工程公司炼油院的LMP系列。此外，国外还研制了含铋的镍钝化剂，其工业应用效果可与锑剂媲美，且毒性较小。重金属污染及钝化原理：在催化裂解过程中，原料中的重金属镍几乎全部沉积在催化剂上。镍主要起脱氢化学作用，破坏沸点，钒的毒化作用使催化剂选择性变差，活性下降，导致干气收率上升、轻质油收率下降。 抑制重金属污染的方法很多，如原油预处理、催化剂脱金属、使用金属钝化剂等，其中使用金属钝化剂已被证明是最经济、方便、有效的方法。收货日期：1999年，工程师，1998年获中科院兰州化学物理研究所硕士学位，一直从事炼油添加剂的研究开发工作。LMP23.非锡钒钝化剂也已开发成功。LMP24金属钝化剂是根据我国原油高镍低钒的特点研制而成的，是一种含有效锑化合物的水溶性金属钝化镍剂，锑含量可达25%以上，粘度适宜，便于运输、灌装和清洗。一些公司已陆续对LMP2金属钝化剂在重油催化裂化装置上进行了工业应用试验。

结果表，LMP24型钝化剂表现出良好的钝化效果。几种金属钝化剂的主要理化性能。钝化剂型号。有效成分。质量含量。溶解性。用途。25.钝化镍。15.钝化钒。 （40520（4025～55（4025～53（类型钝化剂应用概况.所用厂家.催化剂.平均掺渣率.气体中H2体积分数(应用前/后).气体中H2/CH4.应用前/后).常压渣油）8～11400～/减压渣油）6～13000～/,～6400近年来，随着新疆原油产量的增加和沿海炼厂加工进口高钒原油，平衡催化剂钒污染越来越严重，导致催化剂活性降低，转化率和轻质油收率下降，产品质量下降，严重时甚至需要更换大量催化剂或降低掺渣率才能维持装置正常运行。为此，研制了钒钝化剂。考虑到工业装置中镍、钒污染同时存在，多功能金属钝化剂及时研发出来，LMP26是一种水溶性多功能金属钝化剂，可同时钝化钒和镍，除具有LMP24水溶性金属钝化剂的诸多优点外，还可根据镍、钒污染程度调整有效成分，更加合理有效地抑制镍、钒对催化裂化催化剂的污染。

其首次工业应用试验于1997年在某炼油厂催化裂化装置进行，该装置加工的混合原料加入LMP26多功能钝化剂后镍、钒含量均达到100单位，汽油收率提高约100%。试验结果表明，LMP26多功能钝化剂能有效抑制FCC催化剂的镍、钒污染，提高催化剂的活性和选择性，LMP26多功能钝化剂使用前后数据见表1。催化裂化金属钝化剂的发展趋势。催化裂化金属钝化剂技术自首次工业应用以来，取得了很大的进步，在相关催化裂化催化剂中，通过大量的评价和对钝化组分的筛选，开发出了多种对镍、钒钝化的钝化剂，并在工业应用中取得了良好的经济效益。 虽然各类抗重金属污染催化剂已实现工业化，固体金属清除剂等技术也相继开发成功，但金属钝化剂使用灵活方便、效果良好、能显著改善装置操作和裂解产品分布、成本低廉，是一项不可替代的技术，随着裂解原料的重质化，其重要性越来越高。结合金属钝化剂的发展历程，笔者认为该项技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：目前工业上对金属钝化剂的使用仍以经验、半经验法为指导，仅在大致的锑镍比(或其他金属比)范围内，观察干气中氢气产率或催化剂活性的变化来考察钝化效果，对钝化剂的具体使用情况缺乏定量的认识，因此往往延误技术的实施，难以优化操作。

一方面是由于对镍、钒污染钝化机理认识不足，如对平衡催化剂上有效金属含量的分析等，另一方面是由于缺乏适用的重金属污染钝化数学模型。陈俊武院士在讲授催化裂化高级研修班时曾以书面形式提出钝化剂技术量化使用的问题。因此，通过建立系统的钝化剂使用方法和镍、钒污染模型，不仅可以指导工业装置钝化剂的使用，还可以作为催化裂化数学模型的一部分，用于优化催化裂化装置的操作。 LMP26钝化剂应用概况所用厂家催化剂平均渣掺杂率(应用前/应用后)进料镍/钒含量/μ应用前应用后平衡催化剂镍/钒含量/μ应用前应用后气体中H2体积分数(应用前/应用后)气体中H2/CH4应用前/应用后)轻质油收率(应用前/应用后)平衡催化剂微反应(应用前/应用后)13.58/.50/.57///45039.62.99///现有的钝化剂产品在工业装置应用中虽然表现出良好的钝化效果，但还存在产品品种少，选择空间不大等缺点。