本發明涉及石油化工，具體為一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法及系統。

背景技術：

1、催化裂化技術是石油化工領域中重質油品轉化為輕質高附加值化學品的重要工藝之一。近年來，隨著原油質量的日益復雜化，重質原料中含有大量高分子量的烷烴、芳烴以及雜環化合物，這對催化裂化技術的轉化效率和目標產物的選擇性提出了更高要求。然而，現有的催化劑體系難以在處理這些復雜原料時兼顧高效轉化和產物質量。傳統催化劑(如usy分子篩、β型分子篩)主要依賴于較小的孔道結構和酸性中心進行反應，這使得大分子原料難以有效擴散并充分接觸活性位點，導致反應效率低、產物分布有限。此外，傳統催化劑在裂化過程中容易生成大量焦炭，不僅降低了催化劑的壽命，還增加了再生頻率和運行成本。

2、對于解決復雜原料的高效轉化需求，催化劑的孔道結構、酸性分布及反應條件的適應性顯得尤為重要。目前部分改良型分子篩催化劑雖然通過調控孔道尺寸實現了一定的性能優化，但其在輕質產物選擇性和抗焦炭生成方面仍存在明顯不足。同時，復雜的制備工藝和較高的再生成本也限制了其工業化應用的廣泛性。

3、因此，開發一種具有更高活性、更優選擇性、更低焦炭生成量，并能適應多種復雜原料的催化裂化催化劑體系，成為解決現有技術瓶頸的關鍵方向。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法及系統，通過優化催化劑的孔道結構和反應體系，實現重質油的高效轉化、輕質烴和芳烴的高選擇性生產，同時顯著降低焦炭生成量。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，包括以下步驟：

3、(1)將重質油品作為原料，經過脫硫及金屬雜質去除后進行預處理；

4、(2)將預處理后的原料通入催化裂化單元，利用以zmq-1分子篩為核心的催化劑進行裂化，其中：

5、zmq-1分子篩具有28元環超大孔道和10元環中微孔道；

6、(3)控制反應溫度為450-550℃，壓力為0.1-0.3mpa，催化劑：原料重量比為1:10至1:20，在空間速度為2-6h-1的條件下進行催化裂化；

7、(4)將裂化產物進行氣液分離，回收低碳烯烴、輕質芳烴及汽油餾分，并循環未裂解的重質油品進行二次裂化。

8、本發明還提供一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化系統，包括：

9、原料預處理單元，用于原料的加熱、脫硫及金屬雜質去除；

10、催化裂化單元，包括zmq-1分子篩催化劑反應器，用于在450-550℃的溫度、0.1-0.3mpa壓力條件下進行裂化；

11、產物分離單元，用于對裂化產物進行冷凝、氣液分離和餾分回收；

12、催化劑再生單元，用于對催化劑表面焦炭的去除及酸性中心調理。

13、本發明提供了一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法及系統。具備以下有益效果：

14、1、本發明通過采用zmq-1分子篩的分級孔道結構，結合適當的酸性分布，有效提高了重質油的裂解轉化率。相比傳統催化劑，本發明能夠更高效地裂解長鏈烷烴和多環芳烴等大分子，提高目標產物的轉化效率，特別適用于減壓瓦斯油和石油焦油等重質原料。

15、2、通過zmq-1分子篩的中微孔道對產物分子的尺寸選擇性，本發明顯著提高了輕質芳烴和低碳烯烴的生成比例。同時，通過引入金屬助劑，進一步增強了脫氫芳構化和低碳烯烴的生成選擇性，使得輕質烴類產物的質量和收率均顯著優化。

16、3、本發明在催化劑中引入適量的助催化劑，通過加氫作用抑制了聚合反應，減少了焦炭前體的生成，同時優化了酸性分布以避免過度裂解反應。相較傳統催化劑，本發明的焦炭生成量顯著降低，從而延長了催化劑的使用壽命，降低了再生頻率和相關成本。

17、4、本發明在較低溫度、低壓力和較高空間速度下即可實現高效催化裂化。這種嚴苛反應條件的適應性展現了zmq-1分子篩的高活性與穩定性，進一步降低了工業運行的能耗和成本，同時提高了設備運行的靈活性。

18、5、本發明在提高目標產物收率的同時，通過減少焦炭生成和能量消耗，實現了綠色低碳的裂化工藝。產物的高選擇性不僅減少了副產物的處理需求，還優化了原料的利用效率，展現出顯著的環境友好性和經濟效益。

19、6、本發明的zmq-1分子篩催化劑具備廣泛的原料適應性，包括減壓瓦斯油、石油焦油及重質原油等多種復雜油品，且可通過調節反應條件和催化劑的助劑類型實現不同目標產物的優化。這種靈活性滿足了石化行業多樣化、高附加值產品的生產需求。

技術特征：

1.一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述重質油品為減壓瓦斯油、減壓渣油或焦化重油，經過200-350℃的輕度加氫處理以去除硫化物和重金屬雜質。

3.根據權利要求1所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述zmq-1分子篩催化劑通過以下步驟制備：

4.根據權利要求3所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述催化劑的焙燒溫度為550-700℃，焙燒時間為6-12小時。

5.根據權利要求3所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述催化劑通過以下步驟優化：

6.根據權利要求1所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述催化裂化的反應條件還包括：

7.根據權利要求1所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述裂化的過程中產生的焦炭通過以下步驟處理：

8.根據權利要求1所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化方法，其特征在于，所述裂化的產物通過三級分離裝置處理，具體包括：

9.一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化系統，應用于如權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，包括：

10.根據權利要求9所述的一種基于zmq-1分子篩的高效催化裂化系統，其特征在于，所述產物分離單元包括：

技術總結
本發明涉及石油化工領域，公開了一種基于ZMQ?1分子篩的高效催化裂化方法及系統，將經過脫硫和金屬雜質去除的重質油品作為原料，利用以ZMQ?1分子篩為核心的催化劑進行裂化反應，反應條件為450?550℃、壓力0.1?0.3MPa、催化劑與原料重量比1:10至1:20、空間速度為2?6h<supgt;?1</supgt;；裂化產物通過氣液分離回收低碳烯烴、輕質芳烴及汽油餾分，未裂解的重質油品可循環進行二次裂化。系統包括原料預處理單元、催化裂化單元、產物分離單元和未裂解組分回流單元。本發明通過ZMQ?1分子篩的分級孔道設計和適當的金屬助劑引入，實現了重質油的高效轉化、目標產物的選擇性生成以及焦炭生成量的顯著降低，具備綠色低碳、高效節能的特點。

技術研發人員：盧鵬,瓦倫丁·瓦爾切夫
受保護的技術使用者：中國科學院青島生物能源與過程研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28