催化裂化金屬鈍化劑的應用研究

摘 要：鎳和釩在FCC催化劑上的沉積會導致催化劑中毒。本文綜述了鈍鎳劑、鈍釩劑和多功能鈍化劑在催化裂化中的應用情況。

關鍵詞：FCC；催化劑；重金屬；中毒；鈍化劑；

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

鎳和釩在石油中的含量較為豐富，且多以卟啉和非卟啉配合物的形式存在，電脫鹽過程無法將它們去除，危害尤為突出。金屬鈍化法是指通過進料或直接將一種對污染金屬有鈍化作用的化合物（鈍化劑）溶液加入到正在運轉中的催化劑上，以抑制污染金屬毒害作用的方法。由于在生產過程中加入重金屬鈍化劑方法簡便，具有投資少、見效快、應用靈活等特點，因此該方法已被廣泛采用，成為目前解決重金屬污染問題的最經濟而有效的辦法。

一、鎳和釩對催化裂化催化劑的影響

鎳和釩主要是以有機配合物的形式存在于石油中的。在FCC過程中，原料中的金屬配合物發生分解，鎳和釩沉積在催化劑上，導致催化劑中毒[1]。鎳和釩毒害催化劑的作用方式不同，鎳主要是改變催化劑的選擇性，對活性影響不大；而釩對催化劑活性的危害比較大，對選擇性也有影響[2]。

二、金屬鈍化劑在催化裂化中的應用

（一）鈍鎳劑

鈍鎳劑的機理：鈍鎳的核心問題是抑制低價鎳的脫氫活性。鈍鎳組分與鎳形成合金，如銻基鈍鎳劑通過Sb和Ni在FCC再生條件（約700℃，氧化氣氛）下生成NixSbyOz，該化合物在FCC反應條件下可被還原成Sb-Ni合金，通過在金屬之間形成化學鍵，抑制零價鎳的強脫氫活性，達到鈍鎳的目的；鈍鎳組分與高價鎳形成穩定的化合物，如利用B2O3與NiO形成在FCC再生條件下不易被氫還原的二硼酸鎳，保持鎳的氧化態，抑制低價鎳的脫氫活性。銻劑和鉍劑是目前工業應用最廣泛的鈍鎳劑，銻型鈍鎳劑和鉍基鈍化劑開發較早，且在工業上應用較廣。目前鈍鎳劑正朝無毒、高效的方向發展[3]。

（二）鈍釩劑

鈍釩劑的機理：現在普遍的觀點是使鈍化金屬與釩形成一種高熔點化合物，這種化合物在FCC再生條件下是穩定的，不會在催化劑沸石上流動；或者鈍化金屬與釩、催化劑沸石、基質組分相互作用，在催化劑表面形成一層薄膜覆蓋在釩上面，阻止釩向沸石孔內遷移，從而減少釩對催化劑沸石的破壞。Chevron公司和Nalco公司研制了錫基鈍化劑[4]，錫對鎳的鈍化作用不明顯，但其突出作用是鈍化釩。錫可以形成薄膜覆蓋在催化劑表面，把釩破壞沸石活性的作用減少20%。

（三）多功能鈍化劑

當FCC裝置進料鎳和釩含量都較高時，需要加入同時具有抗鎳抗釩性能的多功能鈍化劑。AKZO公司開發的KMR是一種集分子篩性能與抗金屬釩和鎳多種功能的集合體。石油大學成功地開發出能有效鈍化原料油中的Ni、Fe、Na、V等金屬對FCC催化劑污染的多功能鈍化劑DNFVN-1[5]，該劑同時具有高效、低毒、性質穩定和使用方便等綜合性能。

三、結束語

現階段人們關于金屬對催化裂化催化劑的危害已有了較為清楚的認識，并相應采取了一些抑制金屬毒害催化劑中金屬的措施。需開發對人體無害和對環境無污染的“綠色環保型”FCC金屬鈍化劑，尤其是多功能鈍化劑將是該領域的發展新方向。

參考文獻：

[1]Trujillo C A，Uribe U N，Knops-Gerrits P P，et al..The Mechanism of zeolite Y destruction by syeam in the presence of vanadium[J]. J Catal，1977，168（1）：1-14.

[2]王國峰，呂延曾，趙洪軍.釩對催化裂化催化劑的影響與對策[J].石化技術與應用，2012，30（4）：355-358.

[3]王進善.重金屬對FCC催化劑的影響[J].齊魯石油化工，1998，26（3）：211-216.

[4]English A R，Kowalczyk D C.Oil and Gas J，1984，82（29）.

[5]江少明，張春軍，徐振領，劉國進.DNFVN-1金屬鈍化劑在重油催化裂化裝置上的應用[J].石油煉制與化工，2001，32（10）：18-20.

作者簡介：吳強（1986-），男，遼寧撫順，本科，助理工程師，2009年畢業于遼寧石油化工大學化學工程與工藝專業，現從事煉油生產技術管理工作。