发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种对丙烯选择性好、催化裂化转化率高、液化气产出量高、液化气中丙烯含量高;同时干气和焦炭减少;对重质烃油及各种不同来源的催化裂化原料油适应性优异;能够提高主体催化剂水热活性稳定性的高丙烯产率的催化裂化助剂。
本发明的目的还在于提供一种制造工艺简单、设备投资较少、质量稳定、高丙烯产率的催化裂化助剂的制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到:
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于包括如下组分(wt/%):
多元有机酸改性ZSM-5分子筛 10—60
Al2O3 10—40
P(以P元素计) 1—20
稀土元素(以RE2O3计) 1—15
粘土 0—40。
ZSM—5分子筛经有机酸改性后,酸性中心得到进一步优化,显著提高了其催化活性,对主体催化剂的催化裂化转化率提高作出了贡献。粘土有利于改善主体催化剂的水热活性稳定性,提高了主体催化剂的使用寿命;P的加入能提高主体催化剂的活性稳定性,有利于抑制焦炭生成及抑制重金属污染,特别是其对提高丙烯的选择性起到至关重要的作用。稀土金属增加主体催化剂的脱氢活性,对提高丙烯产率有突出贡献。本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂的五大组分相互协调、相互补充、协同叠加,较全面的改善了主体催化剂的各种技术性能指标。是一组优秀催化裂化辅助催化剂组分。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于包括如下组分(wt/%):
多元有机酸改性ZSM-5分子筛 30—50
Al2O3 20—30
P(以P元素计) 8—19
稀土元素(以RE2O3计) 5—10
粘土 20—30。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于所述之多元有机酸改性ZSM-5分子筛,所采用的多元有机酸是从柠檬酸、草酸、EDTA中选择出来的至少一种或其任意两种以上组合,其加入量是控制在分子筛(干基)重量的0.1~2.0%之间。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于所述之Al2O3是从薄水铝石、拟薄水铝石、α-三水合氧化铝、β-三水合氧化铝、天然诺水铝石中选择出来的至少一种或其任意两种以上与市售铝溶液的组合。
本发明的重质烃油催化裂化助剂,其特征在于所述之P是从正磷酸、亚磷酸、焦磷酸、偏磷酸、聚合磷酸及其相应的盐类中选择出来至少一种或其任意两种以上组合。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于所述之P(以P元素计):Al2O3=1—5:1(mol比)。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于所述之稀土元素(以RE2O3计)是从镧(La)和铈(Ce)的水溶性盐中选择出来的一种或其二者的组合。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂,其特征在于所述之粘土是从高岭土、偏高岭土、多水高岭土、硅藻土、蒙脱土、膨润土中选择出来的一种或其任意两种以上组合。
一种本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
a.磷铝液的制备:按照P(以P元素计):Al2O3=1—5:1(mol比)的配比将磷源化合物和水合氧化铝分别溶于无离子水中,混合并调制成固含量20-40wt/%的磷铝胶,搅拌下,在20℃~60℃温度下搅拌胶溶1~5小时;制得磷铝液,备用;
b.多元有机酸改性ZSM-5分子筛的制备:按照配方将ZSM-5分子筛加水,配制成固含量为10%的浆液,搅拌中加入多元有机酸,20~90℃温度下,搅拌反应1~5小时,过滤、滤饼用无离子水洗至滤液呈中性,备用;
c.稀土化:将步骤b制备的多元有机酸改性的ZSM-5分子筛滤饼加水打浆,然后按照配方加入稀土金属溶液,搅拌反应30~120分钟,加入氨水调pH值至使溶液中稀土化分子筛沉淀,备混合打浆用;
d.混合打浆:将步骤a制备的磷铝胶、经步骤b多元有机酸改性并经步骤c稀土化的分子筛、粘土及铝溶胶投入混合打浆罐中,混合打浆1~2小时,搅拌下加入盐酸调节pH值3.0,继续打浆30~60分钟,备用;
e.喷雾干燥成型;
f.洗涤、干燥:用无离子水洗涤至洗涤水PH值6—7之间,80—120℃温度下烘干。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂的用途,其特征在于与烃油催化裂化催化剂复合使用,添加比例(重量份)为助剂:主体催化剂=0.02:1。适用于各种来源的催化裂化原料烃油:原油、重质油、瓦斯油、脱沥青油、渣油、蜡油及石油炼制过程中产出的需要进一步裂解深加工的馏分。特别适用于FCC过程。所述主催化剂一般为含有大孔和/或中孔沸石的裂化催化剂,如含八面沸石(包括X型沸石、改性X型沸石、Y型沸石、超稳Y沸石)和ZSM-5沸石中的一种或几种的催化裂化催化剂。
本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂及其制备方法相比现有技术有如下突出效果:
1.具有优异的丙烯选择性,与催化裂化主催化剂一起复合使用,提高了原料烃油催化裂化转化率、增加了液化气产出量,提高了液化气中丙烯含量,从而增加丙烯产率,同时焦炭和干气没有增加。
2.适用范围广:适用于各种来源的催化裂化原料烃油:原油、重质油、瓦斯油、脱沥青油、渣油、蜡油及石油炼制过程中产出的需要进一步裂解深加工的馏分。
3.使用方便、灵活:可以根据催化裂化实际工艺条件、装置、采用的催化剂类型以及原料烃油的来源、类型来涉及本发明的高丙烯产率的催化裂化助剂的组分以及与主体催化剂复合的配比。以达到最理想的效果。
4.提供一种制造工艺简单、设备投资较少、质量稳定的高丙烯产率的催化裂化助剂的制备方法。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述:
实施例1
a.磷铝液的制备:将0.65公斤(干基)拟薄水铝石(原料是:固含量73.67重%,山东铝厂生产)、2.52公斤85%的正磷酸分别溶于无离子水中,混合并调制成固含量30wt/%的磷铝胶,搅拌下,在20℃~60℃温度下搅拌胶溶1~5小时;制得磷铝液,备用;
b.多元有机酸改性ZSM-5分子筛的制备:称取ZSM-5分子筛4公斤,加水配制成固含量为10%的浆液,搅拌中加入草酸3公斤,20~90℃温度下,搅拌反应1~5小时,过滤、滤饼用无离子水洗至滤液呈中性,备用;
c.稀土化:将步骤b制备的多元酸改性ZSM-5分子筛滤饼加水打浆、并调制成固含量为20重%的分子筛浆液,加入LaCl3溶液0.3公斤(按La2O3计),搅拌反应30~120分钟,加入氨水调pH=11,使溶液中稀土化分子筛沉淀,备混合打浆用;
d.混合打浆:将步骤a制备的磷铝胶、经步骤b多元有机酸改性并经步骤c稀土化的分子筛、高岭土2.5公斤、铝溶液1.16公斤(干基)(中石化齐鲁催化剂厂生产:Al2O3含量为21.5%);投入混合打浆罐中,混合打浆1~2小时,搅拌下加入盐酸调节pH值3.0,继续打浆30~60分钟,备用;
e.喷雾干燥成型;
f.洗涤、干燥:用无离子水洗涤至洗涤水PH值6—7之间,80—120℃温度下烘干。得本发明的一种高丙烯产率的催化裂化助剂。
实施例2
按照实施例1的方法,其原料配比为:拟薄水铝石0.54公斤,85%正磷酸2.44公斤,ZSM-5分子筛3.0公斤,EDTA6.0公斤,La2O30.10公斤,Ce2O30.20公斤,高岭土3.3公斤,铝溶液1.65公斤。
实施例3
按照实施例1的方法,其原料配比为:拟薄水铝石074公斤,85%正磷酸2.84公斤,ZSM-5分子筛4.5公斤,柠檬酸2.0公斤,Ce2O3 0.21公斤,高岭土3.0公斤,铝溶液1.12公斤。
对比例
按照实施例1的方法,其原料配比为:拟薄水铝石0.54公斤,85%正磷酸2.44公斤,ZSM-5分子筛3.0公斤,草酸0,Ce2O3 0,La2O3 0,高岭土3.3,铝溶液1.65。
实施例4
以工业牌号为CC20D的工业催化剂为主催化剂,分别与实施例1~3和对比例制备的助剂按90:10的重量比混合均匀,得到的混合催化剂用100%水蒸气在800℃下老化4h。以减压蜡油为原料,在重油微反装置上评价混合催化剂的催化性能。空白为未掺混助剂的主催化剂评价结果。评价条件为反应温度500℃,再生温度600℃,剂油比2.94,催化剂藏量5g。评价结果列于表1。
表1
实例编号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | 空白 |
转化率/m% | 84.70 | 85.00 | 84.61 | 82.70 | 82.58 |
物料平衡/m% | | | | | |
干气 | 2.13 | 2.12 | 2.15 | 2.14 | 2.14 |
液化气 | 26.33 | 25.65 | 26.13 | 24.89 | 21.67 |
汽油 | 46.46 | 47.41 | 46.52 | 47.82 | 52.41 |
柴油 | 11.73 | 11.28 | 11.54 | 11.65 | 9.77 |
重油 | 4.57 | 4.72 | 4.85 | 5.65 | 5.65 |
焦炭 | 6.78 | 6.82 | 6.81 | 7.85 | 8.36 |
丙烯产率 | 9.90 | 9.56 | 9.82 | 6.85 | 5.67 |
液化气中丙烯浓度,% | 37.60 | 37.27 | 37.58 | 27.52 | 26.17 |
从表中数据可以看出,与空白和对比助剂相比较,以本发明提供的方法制备的高丙烯产率的催化裂化助剂液化气产率增加,液化气中丙烯含量提高,丙烯产率增加,与此同时,干气产率和焦炭产率没有增加。