[發明專利]一種復合催化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811240326.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111085246B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 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

一種復合催化材料，其特征在于同時含有FAU晶相結構和γ?Al₂O₃結構，γ?Al₂O₃結構包覆于FAU結構表面，晶胞常數為2.440～2.453nm，相對結晶度為18～45％，其化學組成為(0.3～1.0)Na₂O·(30～65)Al₂O₃·(35～70)SiO₂，總比表面積為350～550m²/g，總孔體積0.4～1.0cm³/g，200℃下B酸酸量與L酸酸量的比B/L為0.33～0.95，微反活性指數MA為40～55。該復合催化材料將微孔和介孔結構的特征融于一身，具有更高的催化裂化活性，大分子轉化能力強。

技術領域

本發明涉及一種復合催化材料及其制備方法，更進一步本發明涉及一種同時含有FAU結構與γ-Al₂O₃結構的復合型催化材料及其制備方法。

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。