[01163019]梯级脱硫与烯烃定向转化耦合的催化裂化汽油加氢改质技术

近年来,我国雾霾天气频发,其根本原因之一为汽车尾气排放污染。目前,我国汽车保有量约为1.4亿辆,其中汽油车占比最大,因此改善汽油品质以降低汽车尾气排放污染具有利国利民的重要现实意义。我国商品汽油池中,高硫、高烯烃的催化裂化（FCC）汽油约占70%,高硫汽油会导致汽车尾气净化催化剂中毒、增大尾气排放污染,高烯烃汽油易引起光化学烟雾、严重影响人们的身体健康;因此,FCC汽油的脱硫、降烯烃就成为我国车用汽油清洁化过程中急需解决的核心问题。FCC汽油深度脱硫和降烯烃的同时必然导致汽油辛烷值的大幅降低,如何解决FCC汽油深度脱硫/降烯烃与辛烷值损失最小之间的矛盾,是世界范围内极具挑战性的技术难题。 针对上述难题,本项目通过近10年的开拓性研究,在FCC汽油加氢改质系列催化剂和配套组合反应工艺方面取得了一系列技术发明和创新,开发了具有自主知识产权的FCC汽油加氢改质技术。该技术在以下4个方面取得了创新突破： 1. 首次设计合成了以硅铝ZSM-5为核、磷酸硅铝SAPO-11为壳的原位复合分子筛,发明了水热脱铝与柠檬酸补铝相结合的分子筛改性方法,获得了兼具烯烃异构化/芳构化功能的SAPO-11/ZSM-5改性复合分子筛基汽油辛烷值恢复催化剂。该催化剂可将FCC汽油中的烯烃定向转化为芳烃和异构烷烃,通过高效平衡芳烃和异构烷烃的生成量,确保了催化剂的长周期工业化平稳运转和汽油产品的高液收。该催化剂的成功研制解决了降低FCC汽油的烯烃含量并使其辛烷值损失最小和高液收这一世界性难题。 2. 提出了金属硫化物活性相形貌控制其加氢脱硫活性和选择性的催化剂设计新理念,据此首次开发了调控金属硫化物活性相形貌的助剂修饰-水热沉积制备方法。该方法借助水热沉积过程的高分散作用和助剂修饰对金属硫化物片晶堆积高度的调变作用,实现了加氢脱硫催化剂中烯烃饱和活性位和脱硫活性位之间的高效协调,获得了高脱硫活性和选择性的新型FCC汽油加氢脱硫催化剂。 3. 开发了新型高效的硫醇重质化催化剂,实现了FCC汽油轻馏分的深度脱硫和辛烷值保持。该催化剂可实现硫醇重质化、不稳定的二烯烃高效转化为单烯烃、单烯烃不饱和三个目标,确保了反应后汽油产品的高辛烷值和高稳定性。 4. 级配上述三种催化剂,创新性提出了分步脱除FCC汽油中不同结构含硫化合物的“阶梯”靶向脱硫技术路线,并将“阶梯”脱硫与烯烃的高辛烷值定向转化高效耦合,形成了灵活多效的新型FCC汽油加氢改质工艺技术。 该技术获授权发明专利30项（中国28项,美国2项）,其脱硫、降烯烃和辛烷值恢复性能处于国际领先水平,已在10家大型炼厂成功获得工业应用,总加工能力为737万吨/年,为国IV/国V清洁汽油的规模化生产提供了自有知识产权的技术支持。该技术为降低汽车尾气排放污染、减少雾霾的发生做出了突出贡献,目前有应用证明的新增利润共8.7亿元。