科技成果

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成果名称: 一种用于费托合成蜡加氢转化的催化剂及其制备方法和应用

成果登记号: 9612023Y2077

第一完成单位: 陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心

联 系 人: 权亚文

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新材料

应用行业: 科学研究和技术服务业

学科分类: 煤化学工程(530.47)

应用状态: 试用

完成人: 韩磊,黄传峰,刘树伟,程秋香,张健,张小琴,刘晓花

成果简介:

近些年来,中国煤炭清洁转化利用技术开发及产业化取得了重大突破。神华4×109kg/年、兖矿1×109kg/年、潞安1.8×109kg/年等煤间接液化工业化装置相继投产运行,伊泰、渝富能源等百万吨级项目也在建设中,标志着中国煤制油技术达到国际领先水平。

费托蜡作为煤间接液化项目的副产物,具有无硫、无氮、低芳烃含量等特点,是制备清洁燃料油、航空煤油及部分精细化工产品的理想原料。由于精细化工产品市场容量等因素,加氢裂化轻质燃料油是国内重质费托蜡规模化加工利用的重要途径但是,由于重质费托蜡主要以长直链烷烃组成,加工过程中存在裂解气产率高、催化剂易失活、燃料油产品质量不佳等缺点,导致现有国内煤间接液化装置经济效益普遍不高的问题突出,难以满足我国煤炭清洁高效利用的需求。针对上述难题,延长石油碳氢高效利用技术研究中心申报并获批延长石油集团2016年科技计划项目《费托蜡制高品质燃料油催化剂的研发》(编号:ycsy2016ky-A-21该项目组开发了适于固定床费托蜡加氢裂化体系的重质费托蜡高效转化生产清洁燃料油技术,获得了提高汽柴油收率、降低裂解气产率的新型高效催化剂,通过提高费托蜡加氢裂化的轻质燃料油收率及产品质量增加煤间接液化装置的经济效益。

重质费托蜡高效转化生产清洁燃料油技术的技术核心在于高效、高收率加氢裂化催化剂的研制开发,其直接影响着技术性能和经济指标。该技术围绕着催化剂合成、反应条件优化和催化反应机理等方面开展了系统的研究,共制备24批次不同性能的DH系列加氢裂化催化剂,先后完成了催化剂的设计与定型、反应机理分析、小试催化剂的300h运行、催化剂公斤级放大、放大催化剂的千小时长周期运行试验、催化剂1.4L中试试验和工业化示范装置产品多样化应用研究,研发了一种用于费托合成蜡加氢转化高品质燃料油专属催化剂。该催化剂表现出反应性能优异和产品性能好的特点,成功解决了费托蜡加氢转化过程中轻质燃料油收率低、产品性能不佳的问题。

该技术的主要研发关键内容如下1开发一种新型纳米级SAPO分子筛制备技术,有效地提高费托蜡加氢裂化催化剂的异构化性能;2)以改性USY分子筛和自主合成SAPO分子筛为载体,调变载体的酸性和孔结构,通过浸渍法或共沉淀法担载过渡金属或贵金属,担载一定比例的活性金属,调变催化剂整体的加氢活性中心、酸中心和孔结构,获得同时具有加氢精制、加氢裂化、加氢异构等多种功能的新型高效催化剂;(3完成自主研发的催化剂在固定床反应体系中反应温度、空速、氢/油比等操作参数的优化探索出温和反应体系下费托蜡高效转化的反应机理;(4)关联催化剂制备及评价结果,进一步系统的探索工艺条件、制备方法、活性组分配比对费托蜡加氢性能的影响,掌握影响费托蜡加氢反应性能的关键因素,确定催化剂制备的最佳条件;(5完成公斤催化剂的放大制备中试反应性能评价完成1000小时的反应活性、选择性以及稳定性考察实验,其加氢裂化转化率及轻质燃料油选择性明显高于商业加氢裂化催化剂,并具有良好的反应稳定性;(7协助陕西延长石油榆林煤化有限公司15万吨/年合成气制油示范项目开展产品多样性应用研究,自主研发的费托蜡加氢裂化催化剂表现出优异的费托蜡转化率和轻质油品选择性,能够产出优质的燃料油产品。

本技术的特点在于其协调催化剂酸性活性中心与金属活性中心,增加催化剂的异构化活性,设计和开发出一种新型高效、多功能的费托蜡加氢裂化催化剂,从而改善当前催化剂表现出的裂解气产率高、催化剂易失活、汽油辛烷值低和柴油凝点高等问题,与此同时提高了费托蜡的单程转化率和汽柴油收率。该技术成功应用于陕西延长石油榆林煤化有限公司15万吨/年合成气制油示范项目的产品多样性研究费托蜡(>370℃单程转化率达到87.90%,轻质燃料油选择性达到98.24%,裂解气选择性降至1.76%轻质燃料油中异构烃含量达到63.77%最终达到增加煤间接液化整体经济效益的目的,有利于加速煤炭清洁化利用进程,具有广阔的开发利用前景。项目组共授权发明专利4项;公开发表学术论文7篇。