La-Mg-Al三元复合氧化物催化剂在重油裂解反应体系中的应用研究

马凌飞，张勋达，赵明都

（山东天弘化学有限公司，山东 东营 257500）

摘  要：研究针对重油裂解过程中的催化剂性能问题，采用共沉淀法和模板法制备了一系列La-Mg-Al三元复合氧化物催化剂，并通过磷酸改性优化了其催化性能。通过XRD、SEM、BET、TPR、TPD等表征手段系统研究了催化剂的结构特征，在固定床反应器中评价了其催化裂解性能。研究表明，添加十六烷基三甲基決化(CTAB)软模板显著提高了催化剂的比表面积(286.5m²/g)和孔道均一性;磷改性后的P-LMA-2催化剂表现出最优性能,在500℃反应条件下,重油转化率达85.3%,轻质油收率为62.7%。催化剂在100h连续反应中表现出良好的稳定性,转化率仅下降8.5%。构效关系研究揭示了酸性质、孔道结构和全属物种协同作用是影响催化性能的关键因素。

关键词：重油裂解;三元复合氧化物;磷改性;介孔结构

随着原油重质化趋势日益显著，重油的高效转化利用成为石油化工领域的重要课题。传统热裂解工艺存在能耗高、产品选择性差等问题，而催化裂解技术因其反应条件温和、产品分布可控等优势受到广泛关注。然而，现有催化剂在处理重油时常面临活性位点利用率低、积碳严重、稳定性差等挑战。开发具有合适酸性和优化孔道结构的新型催化材料对提高重油转化效率具有重要意义。研究通过设计La-Mg-Al三元复合氧化物催化体系，探究其结构特征与催化性能的关系，为重油催化裂解技术的发展提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

所用主要原料包括硝酸铝[AI(NO₃)₃·9H₂O，分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司]、硝酸镧(La(NO₃)₃·6H₂O,分析纯,国药集团化学试剂有限公司)、硝酸镁[Mg(NO₃)₂·6H₂O,分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司]、尿索[CO(NH₂)₂分析纯，国药集团化学试剂有限公司]、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,分析纯，上海麦克林生化科技有限公司)。实验用重油样品取自大庆油田，其基本性质为密度0. 925g/cm²(20℃）、运动黏度 286. 5mm²/s(50℃)、残炭8.92wt%、硫含量0.86wt%。

……