本發(fā)明涉及化工合成領(lǐng)域,尤其涉及一種加氫催化劑載體。
背景技術(shù):
加氫裂化催化劑(hydrocracking catalyst)是石油煉制過程中,重油在360-450℃高溫,15-18MPa高壓下進(jìn)行加氫裂化反應(yīng),轉(zhuǎn)化成氣體、汽油、噴氣燃料、柴油等產(chǎn)品的加氫裂化過程使用的催化劑。
加氫裂化過程在石油煉制過程屬于二次加工過程,加工原料為重質(zhì)餾分油,也可以是常壓渣油和減壓渣油,加氫裂化過程的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)靈活性大,產(chǎn)品的分布可由操作條件來控制,可以生產(chǎn)汽油、低凝固點(diǎn)的噴氣燃料和柴油,也可以大量生產(chǎn)尾油用作裂解原料或生產(chǎn)潤滑油。所得的產(chǎn)品穩(wěn)定性好,但汽油的辛烷值不高,。由于操作條件苛刻,設(shè)備投資和操作費(fèi)用高,應(yīng)用不如催化裂化廣泛。但加氫裂化過程可以處理含硫等雜質(zhì)和芳烴含量較高的原料,原料在進(jìn)裂化反應(yīng)器前先進(jìn)加氫精制反應(yīng)器經(jīng)嚴(yán)格精致。
裂化反應(yīng)器進(jìn)料因目的產(chǎn)品不同,可進(jìn)循環(huán)油,或不進(jìn)循環(huán)油。循環(huán)油的范圍很寬,可以是汽油以下的所有餾分油,也可以是柴油以下的(>350℃)重餾分油。多數(shù)原料可以采用固定床反應(yīng)器,但渣油加氫裂化必須采用沸騰床反應(yīng)器,加氫裂化催化劑必須適應(yīng)相應(yīng)的原料和反應(yīng)條件及設(shè)備。
加氫裂化催化劑屬于雙功能催化劑,也即催化劑具有加氫及脫氫功能的金屬活性組分,也包含有裂化功能的酸性載體兩部分。依據(jù)不同原料和產(chǎn)品要求需要對這兩種功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇和匹配。加氫金屬活性組分的活性順序如下:
Pt,Pd>W-Ni>Mo-Ni>Mo-Co>M-Co
Pt,Pd雖然加氫活性最高,但對硫的敏感性很強(qiáng),一般只用于兩段加氫裂化中的第二段反應(yīng)器。在以中間餾分油為為主要產(chǎn)品的單段加氫裂化反應(yīng)催化劑中,普遍采用Mo-Ni及Mo-Co組合金屬作為活性組分。
對于裂化功能選擇無定形硅酸鋁和沸石。無定形硅酸鋁以氧化鋁為主要組分,其中SiO2含量在20~50%之間,要求這種硅酸鋁具有適中的酸度,適合于制備多產(chǎn)中間餾分油的加氫裂化催化劑。
把沸石作為裂化活性組分是因?yàn)榉惺哂休^多的酸性中心,使催化劑裂化活性提高。從而可以降低加氫裂化反應(yīng)溫度和壓力,使反應(yīng)條件緩和。沸石還可以通過離子交換引進(jìn)不同的陽離子,并經(jīng)過各種化學(xué)或熱處理后來改善其催化和抗水氣、抗氨性能。進(jìn)一步的發(fā)展可將沸石與無定形硅酸鋁調(diào)制成復(fù)合酸性載體,通過改變兩者的比例和性質(zhì),使其適用于多產(chǎn)汽油或多產(chǎn)中間餾分油。
CN200810117102 .6、CN200710012770 .8、CN00109747 .4等專利中公開的加氫裂化催化劑都是將分子篩、氧化鋁等單一的原料經(jīng)過機(jī)械混合后制備催化劑載體,然后通過浸漬法負(fù)載加氫活性金屬組分。該方法所制備的催化劑是加氫活性金屬均勻分布型催化劑,這樣不利于調(diào)節(jié)催化劑的裂化功能和加氫功能。
CN1060976A公開了一種含無定形氧化鋁的超穩(wěn)Y型沸石的制備方法。該方法是向硫酸鋁溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH值為3.5-7.5,然后加入NaY沸石或HNaY沸石,混合均勻,再按水熱法制備USY沸石過程進(jìn)行銨離子交換和水熱處理等后續(xù)處理,得到含無定形氧化鋁的超穩(wěn)Y型沸石。該方法是在氧化鋁成膠后,加入沸石原料,再按常規(guī)方法改性所得的復(fù)合材料。該方法存在無定形氧化鋁容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,使無定形氧化鋁在分子篩上的分布不均勻,甚至堵塞分子篩的孔道,使催化劑的比表面積和孔容大幅度減少,而且分子篩與氧化鋁孔道的通暢性較差,影響催化劑的性能。該方法通過 NaY沸石同無定形氧化鋁復(fù)合后再進(jìn)行水熱處理及銨交換過程,加大了處理量,降低了處理的效率,處理過程中無定形氧化鋁會一起被處理,容易對氧化鋁產(chǎn)生不良效應(yīng)。
公開號為RU2246987 的發(fā)明專利公開了一種以氧化鈦改性的氧化鋁或者氧化硅為載體的加氫處理催化劑及其制備方法。該方法通過在氧化鋁或者氧化硅載體中通過溶液浸漬的方法引入鈦元素,能夠發(fā)揮鈦在加氫反應(yīng)過程中的作用,提高了金屬的分散性,促進(jìn)了金屬活性相的形成,所制備的催化劑具有較高的加氫脫硫活性。但是由于在催化劑的制備過程中,不可避免會有氧化鋁和鎳原子發(fā)生作用,生成低活性的鎳鋁尖晶石結(jié)構(gòu),不利于催化劑上金屬活性組分的加氫活性的充分發(fā)揮;而且由于鈦元素的引入方式造成氧化鈦在催化劑中的含量不會很高,不能充分發(fā)揮氧化鈦在加氫催化劑中的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述缺陷,提供一種加氫催化
劑載體,采用該載體制備的催化劑活性及選擇性好,穩(wěn)定性高,裂化及加氫效果好,催化劑孔容為2mL/g,比表面積為 800m2 /g,孔直徑<1nm 的孔所占的孔容占總孔容的 20%以下,孔直徑>20nm 的孔所占孔容占總孔容的 45%以上,紅外酸量 0.220-0.520mmol/g。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種加氫催化劑載體,包括氧化鋁載體、分子篩,所述氧化鋁載體與分子篩的重量比為7:1;
上述加氫催化劑載體的制備方法,包括如下步驟:
a、將氧化鋁載體、分子篩溶于去離子水中形成混合漿料;
b、混合漿料焙燒得到催化劑載體成品;
所述氧化鋁載體的孔容為 0.2-0.5ml/g,比表面積為 400-500m 2 /g,孔直徑為 5-8nm的孔占總孔容的 90%,壓碎強(qiáng)度為 300N/cm -500N/cm,紅外總酸量為 0.30-0.45mmol/g,中強(qiáng)酸量/紅外總酸量為 0.56-0.81,L 酸量/B 酸量為 1.40-2.30。
以下是本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):
步驟b中焙燒溫度為500-800℃,焙燒時(shí)間為8-10小時(shí)。
進(jìn)一步改進(jìn):
上述氧化鋁載體的制備方法,包括如下步驟,取擬薄水鋁石干膠粉,與濃度為30%的丙烯酰胺溶液混合均勻,混合物料放入密封容器內(nèi)進(jìn)行水熱處理,水熱處理后的物料經(jīng)成型、加壓干燥、無氧高溫處理、低溫焙燒得氧化鋁載體。
進(jìn)一步改進(jìn):
上述水熱處理溫度為 80℃ -100℃,水熱處理時(shí)間為 4-6 小時(shí)。
進(jìn)一步改進(jìn):
無氧高溫處理?xiàng)l件為:處理溫度為 400-600℃,處理時(shí)間為 3-6 小時(shí);其中無氧高溫處理的氣氛為氮?dú)饣蚨栊詺夥眨渲卸栊詺夥諡楹?、氖氣或氬氣中的一種或幾種。
進(jìn)一步改進(jìn):
擬薄水鋁石干膠粉與丙烯酰胺溶液的質(zhì)量比為1:2。
進(jìn)一步改進(jìn):
加壓干燥條件為:壓力4-6Mpa,溫度為150℃,干燥時(shí)間為15小時(shí)。
進(jìn)一步改進(jìn):
低溫焙燒條件為:焙燒溫度為350℃-550℃,焙燒時(shí)間為0.5-3小時(shí)。
進(jìn)一步改進(jìn):
所述分子篩為Y 型分子篩、β沸石、ZSM -2分子篩及SAPO -11分子篩的混合物,所述Y型分子篩、β沸石、ZSM-5分子篩及SAPO-11分子篩的質(zhì)量比為10:7:5:1。
進(jìn)一步改進(jìn):
所述SAPO-11分子篩的相對結(jié)晶度為 99%,晶體粒徑為 2.0μm;
所述Y型分子篩的相對結(jié)晶度 98%~ 150%,晶體粒徑為 1.0μm。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的催化劑載體制備的催化劑活性及選擇性好,穩(wěn)定性高,裂化及加氫效果好,催化劑孔容為2mL/g,比表面積為 800m2 /g,孔直徑<1nm 的孔所占的孔容占總孔容的 20%
以下,孔直徑>20nm 的孔所占孔容占總孔容的 45%以上,紅外酸量 0.220-0.520mmol/g。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例,一種加氫催化劑載體,包括氧化鋁載體、分子篩,所述氧化鋁載體與分子篩的重量比為7:1。
上述加氫催化劑載體的制備方法,包括如下步驟:
a、將氧化鋁載體、分子篩溶于去離子水中形成混合漿料;
b、混合漿料焙燒得到催化劑載體成品。
步驟b中焙燒溫度為500-800℃,焙燒時(shí)間為8-10小時(shí)。
所述氧化鋁載體的孔容為 0.2-0.5ml/g,比表面積為 400-500m 2 /g,孔直徑為 5-8nm的孔占總孔容的 90%,壓碎強(qiáng)度為300N/cm -500N/cm,紅外總酸量為 0.30-0.45mmol/g,中強(qiáng)酸量/紅外總酸量為 0.56-0.81,L 酸量/B 酸量為 1.40-2.30。
上述氧化鋁載體的制備方法,包括如下步驟,取擬薄水鋁石干膠粉,與濃度為30%的丙烯酰胺溶液混合均勻,混合物料放入密封容器內(nèi)進(jìn)行水熱處理,水熱處理后的物料經(jīng)成型、加壓干燥、無氧高溫處理、低溫焙燒得氧化鋁載體。
上述水熱處理溫度為 80℃ -100℃,水熱處理時(shí)間為 4-6 小時(shí)。
無氧高溫處理?xiàng)l件為:處理溫度為 400-600℃,處理時(shí)間為 3-6 小時(shí);其中無氧高溫處理的氣氛為氮?dú)饣蚨栊詺夥眨渲卸栊詺夥諡楹?、氖氣或氬氣中的一種或幾種。
擬薄水鋁石干膠粉與丙烯酰胺溶液的質(zhì)量比為1:2。
加壓干燥條件為:壓力4-6Mpa,溫度為150℃,干燥時(shí)間為15小時(shí)。
低溫焙燒條件為:焙燒溫度為350℃-550℃,焙燒時(shí)間為0.5-3小時(shí)。
所述分子篩為Y 型分子篩、β沸石、ZSM -2分子篩及SAPO -11分子篩的混合物,所述Y型分子篩、β沸石、ZSM-5分子篩及SAPO-11分子篩的質(zhì)量比為10:7:5:1。
所述SAPO-11分子篩的相對結(jié)晶度為 99%,晶體粒徑為 2.0μm。
所述Y型分子篩的相對結(jié)晶度 98%~ 150%,晶體粒徑為 1.0μm。