一、 FCC催化剂的金属中毒机理及钝化机理

随着催化裂化技术的发展和石油深加工的需要，催化裂化过程一般要掺炼渣油，由于渣油中含有较多的金属（如Ni,V,Na,Fe等），这些金属不断地沉积在FCC催化剂上，导致催化剂的金属中毒，其活性和轻油选择性降低，产品H₂、低碳气体和焦炭增加，汽油产率下降。金属中毒主要表现为重金属中毒，而以镍和钒的中毒最为显着。表1是Ni、V等金属对FCC催化剂的活性和选择性的影响比较。

                             表1 镍、钒、钠、铁的作用比较

1、镍中毒机理和钝镍机理

原料油中的镍化合物在反应器中分解后，一般形成氧化镍，镍的形态主要是氧化镍、铝酸镍或硅铝酸镍，具有较强的脱氢活性，因此镍中毒导致催化剂的脱氢活性升高，焦炭、干气和氢气产率增加，轻油收率下降。但镍对催化剂活性的影响较小。

根据镍的中毒机理设计的钝Ni剂，一般是采用锑、铋等金属元素的化合物与镍形成聚集态的较大颗粒的Sb-Ni或Bi-Ni合金，阻止镍的分散，从而达到降低镍的活性的目的。

2、钒中毒机理和钝钒原理

原料油中的钒化合物分解后形成氧化钒，在还原气氛中以V₂O₅ 、V₂O₄ 、V₂O₃的形式存在。H₃VO₄的酸性类似于磷酸，H₃VO₄气体通过扩散效应进入分子筛的孔道内，与分子筛发生脱铝作用,导致分子筛的晶体结构被破坏，比表面下降，酸性降低，从而降低催化剂的活性，同时钒也具有脱氢活性，所以钒中毒同时影响FCC催化剂的活性和选择性。表现在裂化产物产品分布上，是干气、氢气、特别是焦炭产率增加，轻油选择性下降，转化率降低。

根据钒中毒机理我们研制成功了液体La系列钝钒剂，可以有效地与钒酸作用，阻止钒酸向分子筛孔道内部扩散，从而保护了分子筛的晶体结构免遭破坏。

3、钠中毒对FCC催化剂结构和裂化性能的影响

Na中毒的影响表现在两个方面，一是Na⁺离子能够置换分子筛的酸性中心，导致分子筛催化剂的酸性降低；二是Na₂O作为氧化铝的溶剂， 降低了催化剂的熔点，通常在再生温度下，足以使中毒部位熔化，把分子筛和基质一同破坏。这两种中毒机理均导致分子筛催化剂的活性下降，轻油收率降低。

二、 FCC金属钝化剂的特点

钝化剂均为水溶性液体钝化剂，在制备钝化剂时加入了一种特定的物质，这种物质与钝化剂的活性组分形成了高稳定性的化合物，使所制钝化剂具有较高的稳定性，分解温度高，能够均匀地分布在催化剂上，使钝化剂分解后形成的Sb₂O₃、La₂O₃的颗粒小，比表面积大，从而增大钝化剂与中毒金属接触的几率，达到高效率捕集中毒金属的目的。各种型号钝化剂均具有如下特点：

⒈ 稳定性高

分解温度大于300℃，在进入提升管前不会分解，能较好地与原料油混合。

⒉ 是水溶性真溶液

是一种真溶液，能与水互溶，在与原料油混合前的受热段不会出现沉淀，因此在加注过程中不会出现阻塞管线现象。

⒊ 分散性好，活性高

有机金属化合物吸附在催化剂上分解后，形成高比表面的金属氧化物，达到高效率捕集中毒金属的目的，因此该钝化剂具有分散性好，活性高的特点。

⒋ 毒性低

     由于合成了水溶性有机金属化合物作为钝化剂的主体，钝化剂中不含磷、硫，具有无刺激性气味，不腐蚀皮肤，低毒性等优点。

三、金属钝化剂理化指标

表1 金属钝化剂理化指标

四、 使用方法

用计量泵将钝化剂（或用水稀释）注入提升管前的原料管线中，随原料一起进入提升管，加入量随金属中毒量的多少而定。研究结果表明钝化剂的加入量应该使平衡催化剂上的锑镍原子比达到0.3-0.5（Sb:Ni=0.3-0.5）；镧钒原子比达到0.5-0.8（La:V=0.5-0.8）为最佳。