轻烃催化裂解多产低碳烯烃专属催化剂制备技术主要针对性解决延长石油集团有限责任公司2018年建成的世界首套轻烃催化裂解生产低碳烯烃装置存在的双烯烃收率低、催化剂单耗指标高、进口催化剂价格昂贵、国内无同类高效催化剂等问题，属于炼油化工、催化裂解技术领域。针对轻烃催化裂解生产烯烃的流化床工艺特点、原料分子特性以及产品性质要求，项目组采用自主开发纳米ZSM-5分子筛提高反应体系的接触效率，通过调控催化剂关键组分ZSM-5分子筛的酸性质、孔道性质、形貌以及金属助剂的类型，复配以富含介孔的催化剂担体（基质），优化催化剂的整体制备流程，为轻烃催化裂解多产低碳烯烃开发出来了一种反应活佳、水热稳定性优异、双烯烃收率高、耐磨性/抗粉性好且经济性好的新型高效专属催化剂，获得一种具有独立知识产权的轻烃催化裂解专属催化剂制备技术，从而解决现有商业催化剂的双烯烃收率低、能耗高、新鲜催化剂单耗高等问题，打破国外在高效轻烃催化裂解催化剂制备领域的垄断地位，提高轻烃催化裂解装置的运行技术经济性和运行稳定性。

该技术主要研究内容如下：（1）适应于轻烃催化裂解的纳米ZSM-5分子筛制备技术及其耐磨性、抗粉性、轻烃催化裂解反应性能研究；（2）ZSM-5分子筛酸性、酸强度的性能调控及其轻烃催化裂解反应性能；（3）以Fe、K、Mn、P等为助剂，完成助剂种类、离子交换方式、添加量等对ZSM-5分子筛性质调控及其轻烃催化裂解反应性能影响分析；（4）制备富含介孔结构的催化剂担体（基质），调控担体的酸性及强度，完成担体介孔结构、酸性质对专属催化剂的容积碳能力、反应性能、水热稳定性影响；（5）完成ZSM-5分子筛的添加量、添加方式及成型方式对专属催化剂磨损指数、粒径分布、堆密度、轻烃催化裂解反应性能影响分析；（6）完成反应温度、压力、剂油比、停留时间等操作参数对专属催化剂反应活性、双烯烃选择性以及积碳速率影响；（7）完成高温水热处理对专属催化剂的热稳定性和水热稳定性能的影响；（8）建立轻烃原料族组成-催化裂解产品分布构效关系，拓展工业装置原料范围；（9）建立专属催化剂微反活性-催化裂解产品分布关联性数据链，支撑工业装置反-再系统高效运行；（10）完成工业装置轻烃原料（直馏石脑油、拔头油以及稳定轻烃）的专属催化剂催化剂5400min长周期连续运行评价；（11）完成专属催化裂解催化剂的50公斤级放大，并完成循环流化床流化床轻烃催化裂解反应中试评价，催化剂具备吨级放大条件；（12）完成专属催化裂解催化剂制备技术的初步应用，为技术进一步应用于工业化装置奠定基础。

目前，该技术已成功应用于中国石油大学（华东）重质油国家重点实验室，应用结果表明：在相同的反应条件下，专属催化剂的平均原料转化率达到88.05%，优于国内外同类催化剂1.81个百分点，更有利于轻烃原料的转化；乙烯丙烯收率达到53.57%（不含C₄~C₅回炼），优于国内外同类催化剂11.29个百分点；有效降低乙烷丙烷、混合C₄等副产物的选择性，乙烯丙烯选择性达到65.57%，优于国内外同类催化剂的54.38%；该技术制备的专属催化剂在原料转化率、双烯烃选择性、催化剂强度/抑制副产物产率等方面均达到行业先进水平。相对于国内外同类商业催化剂，该技术的专属催化剂将会有效降低装置的运行成本，大幅减少装置催化剂的单耗、提高产能效率，其经济效益显著，具有广阔的开发利用前景，可解决国内普遍存在的轻烃催化裂解装置经济效益低的问题，为解决该技术在国内外推广应用等“瓶颈”性问题提供技术支撑。项目组共授权专利6项。