[發明專利]一種接觸劑的應用以及改性接觸劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110441783.7
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113134348B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 劉丹禾;劉金龍;唐娉璽;王寶石;鄭紅霞;席清波;岳建偉;吳辰捷;郭巧玲
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01J21/04
• 分類號: B01J21/04;B01J21/10;B01J23/02;B01J35/10;C07C4/06;C07C11/06;C07C11/04
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了一種接觸劑的應用以及改性接觸劑及其制備方法與應用，屬于接觸劑技術領域。本發明中提供了一種接觸劑在重質原料裂解反應過程中的應用，該接觸劑的主要組成包括θ?Al₂O₃、δ?Al₂O₃及η?Al₂O₃中的至少一種。此外，本申請提供的改性接觸劑的成分包括接觸劑和負載于接觸劑表面的堿金屬氧化物和/或堿土金屬氧化物，接觸劑的主要組成同上，Al₂O₃在改性接觸劑中的含量為60?100wt％，堿金屬氧化物和/或堿土金屬氧化物的總量在改性接觸劑中不超過15wt％。該改性接觸劑具有較高的容炭量以及耐高溫耐水熱性能，尤其適用于重質原料裂解反應過程。

技術領域

本發明涉及接觸劑技術領域，具體而言，涉及一種接觸劑的應用以及改性接觸劑及其制備方法與應用。

背景技術

乙烯、丙烯等低碳烯烴作為重要的有機化工原料在國民經濟中具有不可替代的地位。隨著經濟的快速發展，我國對乙烯和丙烯的市場需求長期處于快速增長態勢。目前，乙烯、丙烯及丁烯的來源，從生成機理區分為催化轉化和熱裂化兩個技術方向。熱裂化法是以管式裂解爐工藝為代表的直接熱裂化工藝，其特點是原料轉化以自由基熱裂化反應為主，乙烯為主要目標產物。催化轉化法是以催化裂化工藝為代表的催化轉化工藝，其特點是原料在酸催化劑上以正碳離子機理進行催化裂化反應，通常以汽油柴油為目標產物，副產的低碳烯烴以丙烯為主。

管式爐裂解方法占世界乙烯產量的一半以上，該方法一般適用于輕烴原料，如石腦油、輕柴油、乙烷、丙烷、丁烷等，不適合加工生焦趨勢嚴重的重質油品。

FCC(包括常規FCC、DCC等)裝置是重油輕質化的重要裝置，在生產汽柴油的過程當中，副產碳二碳三碳四烯烴。相對乙烯裂解爐等烯烴生產工藝，FCC烯烴選擇性和產率均較低。催化熱裂解工藝采用含分子篩的專用催化劑，生產以最大化丙烯為目標的低碳烯烴。

重油直接裂解制乙烯HCC是遵循自由基機理的流態化裂化技術，采用具有一定催化活性的固體顆粒接觸劑促進自由基反應，接觸劑在提升管反應器中與重油原料進行快速接觸，得到以乙烯為主的低碳烯烴。

重油裂解制烯烴的轉化步驟是一個強吸熱的自由基裂化反應過程，通常情況下在600℃-850℃的高溫反應條件進行。在連續反應再生的重油裂解制烯烴提升管或流化床工藝中，裂解反應過程副產的焦炭隨失活催化劑從沉降器進入再生器，再生器的燒焦過程中使催化劑溫度提高至750℃-950℃，復活后的高溫催化劑再進入提升管反應器與反應原料接觸的同時提供了反應熱。反應所需熱量是由焦炭的燃燒熱提供的，如果焦炭產率過低，再生器燒焦時不能提供更多的熱量來滿足反應溫度，就需要在再生器中噴入附加的燃油補充熱量。實際情況是，重油的高溫熱裂解為追求最大化的低碳烯烴產率反應深度較深，焦炭產率往往高達10％-20％，其燒焦熱量完全可以滿足工藝需求。但催化劑或接觸劑如果不能有足夠高的載炭能力，反應生成的焦炭則以焦粉形式沉積于沉降器或進入后續油氣系統，不僅造成沉降器和油氣系統的阻塞，也使重油性質變差。催化劑或接觸劑不能有效載炭更會造成再生器沒有足夠可燒的焦炭，無法達到燒焦再生的目標溫度，進而不得不向再生器噴入額外的燃油來補充熱量。

在連續反應再生的重油裂解制烯烴提升管或流化床工藝中，常見的催化材料不能長期耐受再生器中750℃-950℃的水熱環境，如在已知的載體材料中SiO₂材料強度差，不耐沖擊，存在高溫變態，不適合連續反應-再生的流化床且高溫的工藝。分子篩材料中，Y型分子篩不耐高溫，ZSM-5分子篩孔徑較小，不適合重油大分子的裂解。以上材料滿足不了重油裂解制烯烴比較苛刻的使用條件，需要開發一種專用催化劑或熱載體，實現重油直接轉化生產低碳烯烴裝置的良性運轉。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種接觸劑在重質原料裂解反應過程中的應用。