[發明專利]一種多級孔復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811240300.1
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111085244A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 鄭金玉;王成強;羅一斌
• 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: B01J29/08
• 分類號: B01J29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種多級孔復合材料的制備方法，其特征在于包括將一種硅鋁材料進行二交二焙，所說的硅鋁材料，同時含Y型分子篩和擬薄水鋁石結構的介孔氧化鋁層，且介孔氧化鋁層生長于Y型分子篩的晶粒表面并均勻地將分子篩晶粒包覆其中，介孔氧化鋁層的無序結構從Y型分子篩的FAU晶相結構的有序衍射條紋邊緣延伸生長，兩種結構搭建在一起；以氧化物重量計，該硅鋁材料的化學組成為(4～12)Na₂O·(20～60)SiO₂·(30～75)Al₂O₃；該硅鋁材料的粒度參數D(V，0.5)＝1.8～2.5、D(V，0.9)＝4.0～8.0。該方法得到的多級孔復合材料活性中心可接近性高，反應性能更加優異。

技術領域

本發明涉及一種多級孔復合材料的制備方法，具體地說涉及一種由氧化 鋁介孔層包覆于分子篩表面的多級孔復合材料的制備方法。

背景技術

催化裂化是石油煉制過程中非常重要的工藝過程，廣泛應用于石油加工 工業中，在煉油廠中占有舉足輕重的地位。在催化裂化工藝中，重質餾分如 減壓餾分油或更重組分的渣油在催化劑存在下發生反應，轉化為汽油、餾出 液和其他液態裂化產品以及較輕的四碳以下的氣態裂化產品。催化裂化反應 過程遵循正碳離子反應機理，因此需要使用酸性催化材料，特別是具有較強B 酸中心的催化材料。無定形硅鋁材料即是一種酸性催化材料，其既具有B酸 中心又具有L酸中心，是早期催化裂化催化劑中的主要活性組分，但由于其 裂化活性較低且所需要的反應溫度比較高逐漸被結晶分子篩所替代。結晶分 子篩是一類孔徑小于2nm、具有特殊晶相結構的多孔材料，根據IUPAC的定 義，孔徑小于2nm的材料命名為微孔材料，因此結晶分子篩或沸石一般均屬 于微孔材料，這類微孔分子篩材料由于具有較為完整的晶體結構以及特殊的 骨架結構，因此具有較強的酸性及較高的結構穩定性，在催化反應中顯示出 很高的催化活性，廣泛應用于石油加工和其他催化工業中。

Y型分子篩作為一種典型的微孔分子篩材料，由于其孔道結構規整，穩 定性好，酸性強，在催化裂化、加氫裂化等領域得到大規模應用。用于催化 裂化催化劑中時，通常需要對Y型分子篩進行一定的改性處理，如通過稀土 改性抑制骨架脫鋁，提高分子篩結構穩定性，增加酸中心保留程度，進而提 高裂化活性；或經過超穩化處理，提高骨架硅鋁比，進而提高分子篩的穩定 性。

隨著石油資源的日益耗竭，原油重質化、劣質化趨勢明顯，摻渣比例不 斷提高，同時市場對輕質油品的需求未減，因此近年來在石油加工工業中越 來越重視對重油、渣油的深加工，很多煉廠已開始摻煉減壓渣油，甚至直接 以常壓渣油為裂化原料，重油催化裂化逐漸成為煉油企業提高經濟效益的關 鍵技術，而其中催化劑的大分子裂化能力則是關注的焦點。在常規裂化催化 劑中Y型分子篩是最主要的裂化活性組元，但由于其較小的孔道結構，在大 分子反應中表現出較為明顯的孔道限制作用，對于重油或渣油等大分子的裂化反應同樣顯示出一定的抑制作用。因此，對于重油催化裂化，需要使用孔 徑較大，對反應物分子沒有擴散限制，且具有較高裂化活性的材料。

根據IUPAC定義，孔徑介于2～50nm的材料為介(中)孔材料，而重油 或渣油等大分子的尺寸范圍正處于這個孔徑范疇內，因此介孔材料特別是介 孔硅鋁材料的研究引起了催化領域研究人員的極大興趣。介孔材料最早出現 在1992年，由美國Mobil公司首先研制成功(Beck J S，Vartuli J Z，Roth W J et al.，J.Am.Chem.Comm.Soc.，1992，114，10834-10843)，命名為M41S 系列介孔分子篩，包括MCM-41(Mobil Corporation Material-41)和MCM-48 等，分子篩的孔徑可達1.6～10nm，均勻可調，孔徑分布集中，比表面積和 孔體積大，吸附能力強；但由于該類分子篩的孔壁結構為無定形結構，水熱 穩定性差且酸性較弱，無法滿足催化裂化的操作條件，工業應用受到很大的 限制。