[發明專利]一種含鎂鋁復合物的載體及其制備方法

有效

• 申請號: 200610083435.2
• 申請日: 2006-05-31
• 公開（公告）號: CN101081362A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 潘錦程;馬愛增;王國成;劉辰;方大偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J21/10
• 分類號: B01J21/10;B01J21/04;B01J23/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 徐舒;龐立志

技術領域

本發明為一種含有鎂鋁復合物的載體，具體地說，是一種含有Mg(Al)O復合氧化物的氧化鋁載體。

背景技術

催化重整過程主要是以C₆-C₁₁石腦油餾分為原料，在適當的操作條件和催化劑的作用下，使其中的烴類分子通過一系列反應重新排列生成芳烴和異構烷烴，從而增加液體產物中芳烴和異構烷烴，提高液體產物的辛烷值。

催化重整反應中重要的反應為環烷烴的脫氫環化反應，其中六元環烷烴直接脫氫環化生成苯進行得最快，吸熱反應最強烈，同時也是反應最完全的。五元環烷則必須通過重整催化劑上的金屬中心和酸性中心協同作用才能完成，一般是先在金屬中心上脫氫生成烷基環戊烯，進而在酸性活性中心上異構生成六元環烷。烷烴在重整反應當中可以通過脫氫環化反應、異構化反應和加氫裂化反應轉化為芳烴、異構烷烴和低分子烴類。由于芳烴產物的辛烷值均大于100，異構烴與低分子烴類的辛烷值也遠遠大于相應的烷烴，因此，通過重整反應可大大提高石腦油的辛烷值。

在催化重整過程中，由于存在加氫裂化和其它副反應，大分子的烴類會裂化成小分子烴類，亦產生C₁～C₄的氣體。這些副反應雖有利于產生辛烷值高的液體產物，但其產生的氣體也降低了重整產物的液體收率。

催化重整的另一種主要副反應是積碳反應。隨著烴類的深度脫氫，在反應過程中會產生一些烯烴，特別是二烯烴，它們經過進一步環化及聚合，形成稠環芳烴，沉積在催化劑上產生焦炭。這些焦碳逐漸累積，會使催化劑的活性逐步降低，氣體產物增加，液體產物選擇性下降。積炭到一定程度會嚴重影響操作的經濟性，催化劑不得不進行再生。

重整催化劑設計的原則是，催化劑要有盡可能高的催化活性，同時必須盡量提高催化劑的液體選擇性，以便得到最大量的高辛烷值產品和盡可能多的芳烴。

重整催化劑通常由活性組分、助催化劑及載體三部分組成。活性組分對催化劑的活性起著決定性的作用，一般選自元素周期表的第VIII族金屬，如Pt、Pd或Ni。催化劑活性組分提供加氫-脫氫反應的金屬活性中心，助劑的主要作用是增加活性金屬的穩定性，提高其在載體上的分散度，減少積炭，從而延長催化劑的使用壽命。使用較多的助劑選自錫、鍺、銦、鎵、鉈、銻、鉛、錸、錳、鉻、鉬或鎢，最典型的是錫或錸。載體則提供負載活性組分的基質并提供異構化酸性功能。

載體是催化劑的重要組成部分，理想的催化劑載體應當具備下列條件：1)具有能適應反應過程的一定形狀；2)有足夠的機械強度，以經受反應過程中機械和熱的沖擊；有足夠的抗拉強度，以抵抗催化劑使用過程中逐漸沉積在細孔里的污濁物的破裂作用；3)有足夠的比表面積和細孔結構，以便在其表面能夠均勻地負載活性組分；4)有足夠的穩定性，以抵抗活性組分、反應物及反應產物的侵蝕，并能經受催化劑的再生處理；5)導熱系數、比熱、比重適宜。此外，載體當中還不應含有任何使催化劑中毒的物質，并且制備方法簡便、原料易得，不造成環境污染。

適宜的催化劑載體可以增加有效表面和提供合適的孔結構，可以提高催化劑的機械強度和催化劑的熱穩定性，還可以提供催化劑的活性中心。有時載體還可以和活性組分作用形成新的化合物，產生良好的催化效果。

重整催化劑所用載體通常為各種氧化鋁。在重整反應過程中，載體與鹵素共同提供酸性中心，促成重整反應中異構功能的產生，在重整反應中起到非常重要的作用。

重整催化劑可以用于固定床反應，也可以用在移動床反應過程中。當催化劑上的積炭達到5～7質量％，催化劑必須進行再生以除去積炭重新恢復活性。對于半再生重整工藝，大約半年至一年再生1次，再生頻率與反應苛刻度有關；而在連續重整工藝過程中，催化劑2～3天必須再生1次，非常頻繁。再生過程主要是燒掉催化劑上的積炭，并實現催化劑上貴金屬組分的重新分散。此過程必須經歷高溫和蒸汽氣氛的苛刻條件處理，將對現有技術中普遍使用的氧化鋁載體催化劑的結構起到破壞作用。隨著運轉時間的延長，催化劑載體的孔徑變大，表面積下降，機械強度變差。經過高溫的球形氧化鋁體積會縮小并堵塞反應器，嚴重時必須停工處理。因此，催化劑是否具備非常優異的抗高溫和水熱處理的能力是至關重要的。