[發(fā)明專(zhuān)利]一種重油裂化氣化雙功能催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310027489.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103962175A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李望良;張玉明;高士秋;許光文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B01J29/80
• 分類(lèi)號(hào): B01J29/80;C10G11/05
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)催化與能源化工交叉的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種用于重油裂化與焦炭氣化雙功能催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著常規(guī)原油資源的下降，原油的重質(zhì)化與劣質(zhì)化程度不斷加深。另一方面，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)燃料油、氣資源的需求量急劇增加。因此，提高原油特別是重質(zhì)原油的加工深度，實(shí)現(xiàn)重質(zhì)原料油的高值化利用對(duì)緩解當(dāng)前油氣資源緊張的現(xiàn)狀具有重要意義。重油裂解催化劑，特別是能夠處理高硫、高重金屬劣質(zhì)殘?jiān)偷拇呋瘎┮恢笔侵萍s重質(zhì)油加工利用的瓶頸。

目前重油加工利用的催化劑主要集中在重油裂化以及重油加氫轉(zhuǎn)化催化劑的開(kāi)發(fā)。關(guān)于重質(zhì)油生產(chǎn)低碳烯烴裂解催化劑(CN1043520A、CN1093101A)，其催化劑載體為粘土與無(wú)機(jī)氧化物，而活性組分為ZSM-5和Y型分子篩的混合物，可以用于包括重質(zhì)油在內(nèi)的各種餾程范圍的原料油生產(chǎn)低碳烯烴，與HZSM-5沸石為活性組分的催化劑相比具有更高的水熱活性穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)化率和C₂-C₄烯烴的產(chǎn)率。專(zhuān)利CN1179462A活性組分取自廉價(jià)的黃土礦來(lái)代替分子篩制成固定床或流化床催化劑，該催化劑在重油的裂化裂解反應(yīng)中，具有抗毒性強(qiáng)，反應(yīng)溫度低，產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，節(jié)約能源，無(wú)污染的特點(diǎn)。專(zhuān)利CN1057408A涉及一種高硅沸石裂解催化劑，由改性的高硅沸石和無(wú)機(jī)氧化物或無(wú)機(jī)氧化物和高嶺土混合物組成的載體構(gòu)成，該催化劑用于烴類(lèi)催化裂解過(guò)程，具有較高的催化裂解活性。聯(lián)合碳化公司提出的專(zhuān)利CN85109360A給出了一種可由新的非沸石分子篩制備的裂解催化劑，同時(shí)中間還可適當(dāng)添加其它常用的沸石硅酸鹽裂解催化劑成分。石油化工科學(xué)研究院提出了一種增產(chǎn)乙烯和丙烯的催化熱裂解催化劑CN1660967A，催化劑主要由粘土、中孔硅鋁材料、無(wú)機(jī)氧化物和MFI結(jié)構(gòu)沸石組成，具有良好的裂解大分子烴的能力，提高了烴類(lèi)裂解制取乙烯和丙烯的生產(chǎn)能力。近期石油化工科學(xué)研究院提出了一種催化熱裂解催化劑及其制備方法（CN102211038A，CN102211039A），通過(guò)引入氧化鋯粉末，漸次調(diào)節(jié)漿液的pH值，可以得到耐磨性能好，結(jié)晶度高，抗鐵等金屬污染能力強(qiáng)的催化劑，用于催化熱裂解工藝，乙烯收率和丙烯收率高。綜上所述，目前專(zhuān)利報(bào)道得的催化劑開(kāi)發(fā)大多是針對(duì)重質(zhì)油深度熱轉(zhuǎn)化制烯烴工藝，并且對(duì)原料進(jìn)料的殘?zhí)恐怠⒅亟饘僖约傲蚝烤哂休^為嚴(yán)格的要求，不能適應(yīng)劣質(zhì)原料熱裂化多產(chǎn)中間餾分油的要求。

催化氣化工藝可以處理高硫的劣質(zhì)重油生產(chǎn)輕質(zhì)油品和合成氣或氫氣，因此，開(kāi)發(fā)裂化和氣化雙功能的催化劑具有重要的意義。

CN101757903A報(bào)道了采用水鋁石和高嶺土制備的裂化氣化雙功能催化劑，含有以催化劑重量為基準(zhǔn)，35～60%的擬薄水鋁石，2～10%的鋁溶膠，20～49.5%的高嶺土，5～30%以氧化物計(jì)的堿金屬和堿土金屬，所說(shuō)堿金屬與堿土金屬的原子比在(0.05～0.9):1。但是該催化劑僅采用堿金屬和堿土金屬作為活性組分，重油轉(zhuǎn)化率較低（70%以下），有效氣收率為80%以下，不能滿足需要。

CN101898143A公開(kāi)了一種劣質(zhì)重油裂化氣化催化劑，包括載體、粘結(jié)劑、氣化活性組分和裂化活性組分，其中所說(shuō)的氣化活性組分為堿金屬和堿土金屬，以催化劑總量為基準(zhǔn)、氧化物計(jì)含量為2～30%，堿金屬與堿土金屬的原子比為(0.05～1.1):1，裂化活性組分為硅鋁比在20～200之間的擇形分子篩。所述擇形分子篩優(yōu)選為ZSM-5或ZRP。由于擇形分子篩孔道較為規(guī)整，對(duì)大分子烴類(lèi)裂化的催化活性較低，因此，該催化劑的重油轉(zhuǎn)化率較低（80%左右），有效氣收率不足80%，不能滿足需要。

因此，開(kāi)發(fā)一種重油轉(zhuǎn)化率高，且有效氣收率高的重油裂解和焦炭氣化雙功能催化劑是所屬領(lǐng)域的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種重油裂解和焦炭氣化雙功能催化劑。催化劑采用微孔分子篩和大孔氧化鋁來(lái)制備催化劑，由于微孔分子篩的酸密度大，酸性分布寬，重油轉(zhuǎn)化率高，輕質(zhì)油品收率高，通過(guò)加入堿金屬或堿土金屬組分，改善催化劑的氣化性能；催化劑水熱穩(wěn)定性高，可以多次循環(huán)使用。