稀土在炼油催化剂中的应用

　　在催化裂化和其它炼油催化剂中，稀土氧化物的作用机理是：稀土离子取代沸石晶格中的部分酸性质子和钠离子，通过离子交换进入到沸石催化裂化催化剂中。离子交换后，稀土离子占沸石的质量分数为10％～13％。超稳Y型沸石用稀土混合物处理可得到稀土超稳Y型（REUSY）沸石。用于催化裂化催化剂的稀土资源中，典型的有铈、镧、钕和镨的氧化物。

　　稀土能提高沸石的活性和汽油选择性，并能抑制在再生器蒸汽焙烧环境中晶格破坏和脱铝。通过阻止脱铝，稀土交换的催化剂酸性中心浓度会相应提高。酸性中心数量的增加，有利于提高催化剂的活性和水热稳定性。稀土交换对渣油催化裂化催化剂尤为重要，因为在渣油催化裂化装置中催化剂再生条件更为苛刻，催化剂需要有更高的水热稳定性。催化剂活性提高，能够改善一次裂化和氢转移反应。一次裂化反应有助于高价值液体收率的增加，而氢转移反应能够终止催化裂化汽油组分的分子裂化反应的发生，防止汽油组分过度裂化成液化气组分C3和C4烯烃等。液化气收率降低可以减少富气产收率，而富气产收率对催化裂化加工量有负面影响。

　　稀土交换对于催化剂平衡晶胞尺寸（UCS）也有直接影响。催化剂中的稀土能阻止平衡胞晶尺寸在再生过程中的收缩。稀土交换程度越高，催化剂平衡晶胞尺寸越大。降低催化裂化催化剂的平衡胞晶尺寸，会提高催化裂化汽油马达法辛烷值。因此，催化剂中加入稀土氧化物，会降低催化裂化汽油马达法辛烷值。

　　在选择用稀土交换的催化剂前，炼油商必须评估目的产品收率和有关的需求。如果希望多产汽油，则应使用稀土催化剂；如果要使汽油辛烷值高，应该使用少的或仅有部分稀土的催化剂。对渣油催化裂化装置的操作者来说，推荐使用稀土催化剂来改善催化剂的水热稳定性。负载于氧化铝上的稀土金属能够提高加氢裂化催化剂的加氢功能。根据美国zhuanliUS7538066（2009年5月），分散在载体上的稀土或金属镱能够提高柴油加氢处理催化剂的活性。异构化催化剂也可利用稀土形成含有阳离子－去阳离子结合体，如镧－HY沸石和铼－HY沸石，稀土可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。

　　稀土在裂化催化剂中有很多作用。首先，稀土能增强催化剂活性和沸石的热稳定性。其次，催化剂必须进行高温蒸汽下的再生，以烧掉占据沸石有效孔隙的越积越多的碳，稀土对此有重要作用。通过提高催化剂中稀土含量，还可产生其它重要影响。