[發明專利]輕汽油降烯烴-改質催化劑及其制備方法、輕汽油降烯烴-改質方法

在審

• 申請號: 202110015518.2
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN114713279A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 李天舒;鞠雅娜;馬安;胡亞瓊;張然;葛少輝;趙秦峰;康宏敏;鐘海軍;李陽
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J29/76
• 分類號: B01J29/76;B01J29/70;C10G47/16;C01B39/06;C01B39/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明涉及一種輕汽油降烯烴?改質催化劑的制備方法，采用水熱合成法，該制備方法至少包括以下步驟：首先，將含硅源溶液與含鋁源溶液混合形成混合溶液，其中，所述含硅源溶液的組成為：硅源、模板劑、鎳源和水；所述含鋁源溶液的組成為：硅源、鋁源、模板劑、堿金屬、鎂源、鎵源和水；混合溶液中，以相應的氧化物計，各組分的摩爾比為：硅源：模板劑：鋁源：堿金屬：鎳源：鎂源：鎵源：水為1：0.5?0.9：0.02?0.1：0.1?0.5：0?0.03：0?0.1：0.005?0.015：12?20；然后，所述混合溶液進行水熱晶化、后處理、焙燒，得到含原位摻雜鎵及含鎳或/和鎂的多級結構Beta分子篩催化劑。本發明還涉及一種輕汽油降烯烴?改質催化劑，以及一種輕汽油降烯烴?改質方法。

技術領域

本發明屬于輕汽油降烯烴-改質領域，具體涉及一種輕汽油降烯烴-改質催化劑及其制備方法，以及一種輕汽油降烯烴-改質方法。

背景技術

Beta沸石是具有交叉十二元環通道結構的分子篩，具有很高的水熱穩定性和親油疏水性，本身就是一種良好的催化劑，常被用作固體酸催化劑廣泛地應用于烴類聚合、烷基轉移、芳烴的烷基化、烴類裂解等催化反應中。同時因為其具有高比表面積和優異的離子交換性能，所以它也是具有催化活性的金屬離子或者金屬化合物的優良載體。Beta沸石的硅鋁比可調范圍大，水熱熱穩定性和熱穩定性高。與其他沸石材料相比，Beta沸石在石油化工領域中具有十分重要的應用前景。但傳統Beta分子篩的孔道尺寸小，導致的擴散限制嚴重影響了它的催化應用，同時Beta用于烯烴芳構化反應多需要進行一種或多種金屬改性，改性的方式涉及到操作周期的長短和成本的高低進而影響了工業化的應用。

解決傳統Beta分子篩孔道較小，擴散限制的問題目前基本都是采用制備多級結構Beta的方法來解決，當前多級結構Beta分子篩的制備方法主要有后處理法、硬模板劑法、軟模板劑法。

后處理法包括脫鋁法和脫硅法，脫鋁法通常采用高溫水熱處理以及酸處理使鋁原子從沸石骨架中脫去從而生成介孔，與此類似脫硅法主要是采用堿處理脫除骨架中的硅原子從而獲得介孔。硬模板劑法常采用碳材料作為模板，它們可以產生多種介孔結構。軟模板機法的制備過程中發現界面處表面活性劑和無機物質之間的電荷密度的匹配是介孔材料成功組裝的關鍵。脫硅脫鋁的后處理方法在處理不同硅鋁比沸石時其后處理的效果存在差異；硬模板方法能夠得到高度有序的多級結構沸石，但該路線成本高并且周期長；軟模板法得到的產物介孔高度可控，但是需要昂貴的結構導向劑且步驟較為繁瑣，工業化困難。

此外，對于金屬的引入方式而言，當前的引入方式主要分為水熱負載、浸漬法、離子交換法和機械混合等。水熱法就是在水熱合成的過程中直接加入金屬鹽溶液，在后續的晶化過程中負載在催化劑上，經過焙燒后大部分轉移到分子篩孔道表面。這種制備方法能夠使金屬氧化物均勻負載，且操作十分簡便，負載金屬不易流失。浸漬法就是分子篩浸漬在金屬無機鹽溶液中，吸附在分子篩孔道上的金屬離子在焙燒后得到金屬氧化物等活性組分，這種方法操作較為麻煩且制備時間較長。離子交換法就是將分子篩放到金屬鹽溶液中在一定溫度、pH條件下發生金屬離子與骨架鋁原子的交換、取代作用。這種方法也比較麻煩且無法控制金屬的負載量。機械混合法就是將金屬鹽與分子篩物理混合攪拌，這種方法雖然簡單，但是其金屬離子且難以進入孔道表面達到與孔道表面的酸性位的協同作用。

發明內容

針對以上現有技術的問題，本發明的目的是提供一種輕汽油降烯烴-改質催化劑的制備方法，采用液相水熱合成法合成具有多級結構的含鎂、鎳、鎵低硅鋁比的Beta分子篩，并且該制備方法采用水熱負載的方式，具有簡便、綠色且操作周期短、成本低更有利于工業化等諸多優勢。

為此，本發明提供一種輕汽油降烯烴-改質催化劑的制備方法，其特征在于，采用水熱合成法，該制備方法至少包括以下步驟：