[发明专利]一种FCC重金属污染元素捕集剂

说明书

本发明涉及一种FCC重金属污染元素捕集剂，属于石油化工催化裂化的防污领域，该元素捕集剂按照以下步骤制备而成：（1）将高岭土于700~1000℃条件下焙烧0.5~5小时，得焙烧高岭土；（2）将焙烧高岭土与质量倍数5~10的去离子水混合、打浆，然后加入无机酸，调节体系[H⁺]=0.1~5摩尔/升，再加入镁盐并于50~95℃下搅拌反应0.5~5小时，反应结束后在搅拌状态下加入碱液，调节浆液体系pH=9~14，静置老化5~30分钟后过滤、洗涤并干燥，得改性高岭土复合材料；（3）将改性高岭土复合材料、粘结剂与去离子水混合、打浆，所得浆液经喷雾干燥成型、焙烧后即得所述一种FCC重金属污染元素捕集剂。本发明制备过程简单、成本低廉并可全面提高当前FCC催化剂抗V、Ni和Fe污染性能。

技术领域

本发明涉及一种FCC重金属污染元素捕集剂，具体涉及一种可全面提高FCC催化剂抗重金属V、Ni和Fe污染性能的捕集剂，属于石油化工催化裂化的防污领域。

背景技术

催化裂化（FCC）是炼油工业中重要的二次加工工艺，在炼油工业中具有举足轻重的地位。随着世界原油重质化和劣质化日益严重，重油FCC得以迅速发展，已占目前世界原油加工总能力的25%。然而，重质油中除含有大量胶质和沥青质外，还含有较多的重金属组分，因此对FCC催化剂的抗重金属污染性能的要求越来越高。

当前，对于FCC催化剂，原料油当中的V、Ni和Fe是三种主要的重金属污染元素，它们对于FCC催化剂的污染机理各不相同。这其中，V元素在FCC催化剂高温水热再生环境中能够形成钒酸物质（H₃VO₄），由于形成的钒酸酸性较强，从而极易破坏FCC催化剂活性组分沸石分子筛的骨架结构，进而造成催化剂活性下降，重油转化能力大幅下降；Ni元素在FCC催化剂高温再生过程中会以NiO的形式沉积在催化剂表面，在催化裂化临氢反应环境中，沉积的NiO会被还原生成零价镍（Ni⁰）物种。由于Ni⁰物种具有很强的脱氢活性，会显著增加油气分子的脱氢反应，生成大量的氢气，进而导致FCC装置干气产率上升，使得装置压缩机高负荷运行，从而会严重影响装置的稳定运行。Fe元素在FCC催化剂高温水热再生过程中会与催化剂中存在的Na₂O、SiO₂形成低熔点共熔物，由于形成的低熔点共熔物具有较强的流动性，极易堵塞催化剂孔道结构，严重影响油气分子在催化剂孔道内的扩散传质，从而会造成轻质油品产率下降，焦炭产率上升。对于提高FCC催化剂的抗重金属污染性能的研究一直是人们关注的热点问题，总结起来大致有以下三种方式：

（1）使用液体FCC重金属污染元素钝化剂。例如CN1068588公开了一种用于提高FCC催化剂抗重金属污染性能的重金属液体钝化剂，该液体钝化剂由锑和/或铋的羧基化合物、反应介质和增溶剂三部分构成。CN1294173公开了一种水溶性重金属钝化剂，其是以锑、铝和稀土镧为主要组分，可以显著降低FCC催化剂中毒失活率，提高汽油等轻质油品的收率。

（2）在FCC催化剂中直接加入具有重金属污染元素钝化性能的改性元素组分，通常为稀土镧、铈元素。例如，CN85106050A等专利通过向催化剂中引入镧系改性元素，进而提高了催化剂的抗钒污染性能。

（3）使用特殊的FCC催化剂基质材料，目前应用最多是各类大孔、介孔氧化铝材料。

然而，上述三种方式各自存在一些明显的缺陷，其中液体重金属钝化剂不但造价高昂，同时毒性较大，目前市面上已很少使用；而使用稀土改性元素或特殊催化剂基质材料不但会显著增加催化剂生产成本，同时其往往只针对单一重金属污染元素有效，无法全面提高催化剂抗V、Ni和Fe污染性能，而原料油中往往同时存在V、Ni和Fe等多种重金属污染元素。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种制备过程简单、成本低廉并可全面提高当前FCC催化剂抗V、Ni和Fe污染性能的重金属污染元素捕集剂。