CN102974331A - 一种催化裂化助剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种催化裂化助剂及其制备方法，该催化裂化助剂含有介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物，其中，所述介孔硅铝材料由包括以下步骤的方法制得：将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，使得所述介孔硅铝材料中的氧化钠含量不高于0.2重量％，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3。本发明的催化裂化助剂用于重油催化裂化时，具有较强的重油裂化能力、更高的轻质油产率及更好的焦炭选择性。

Description

一种催化裂化助剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种催化裂化助剂及其制备方法。

背景技术

原油价格的不断攀升大幅度增加了炼厂的加工成本，炼厂一方面通过购进低价的劣质油来降低成本；另一方面通过深度加工重质油来增加经济收益。催化裂化作为炼厂重油加工的重要手段，在炼厂有着举足轻重的地位，其不仅是炼油厂重油平衡、生产清洁燃料的主要手段，更是炼油厂的节能增效的关注点。因此越来越多的炼厂已经把关注点转向重质油的深度转化，追求提高加工能力，多出高附加值产品，以期效益最大化。这就意味着要尽可能地将重质原油转化，降低塔底油产量。其次在尽量将重质油转化的同时，要更为关注干气及焦炭的产量，这些产品不仅价值低，而且其产量往往受装置状况的限制。实现上述目标均要求催化剂有较高的重油转化能力，目前一般通过加入重油催化裂化助剂来增强主催化剂的重油转化能力。

EP0550271A1，US5051385A，US5997729A公开的催化剂是在铝基催化剂的制备过程中加入含硅的材料，如水玻璃，生成无定型大孔硅酸铝作为助剂的基质材料，与沸石类活性组元共同作用促进重油大分子的转化。

除此之外，还有一类不含Y型沸石的重油转化助剂，例如WO9712011A1公开了一种塔底油裂化助剂，具体涉及到两种配方。配方一：含有以下组分①5-30重％的硅铝酸盐化合物；②15-30重％的可胶溶氧化铝；③5-25重％的非胶溶氧化铝；④30-60重％的粘土；⑤还可以含有小于2重％的金属捕集剂。配方二：与配方一不同的是③替换为含P的化合物，改善助剂的抗磨损性能。其中①提到的硅铝酸盐化合物最佳的制备方法见US5045519A，该专利采用醇基铝盐为原料，价格昂贵，大大提高了助剂的成本。

由此可见，现有技术正在尝试各种能够改进助剂的助催化性能的方法，尽管已经取得了一定成果，在一定程度上促进了重质油的裂化，但是现有的制备催化裂化助剂的方法仍然存在成本高、抗金属污染性能及重油转化能力有待提高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种重油转化能力强、轻油收率高、抗金属污染性能好的催化裂化助剂及其制备方法。

本发明提供了一种催化裂化助剂，该催化裂化助剂含有介孔硅铝材料、尖晶石和/或其前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物，其中，所述介孔硅铝材料由包括以下步骤的方法制得：将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，使得所述介孔硅铝材料中的氧化钠含量不高于0.2重量％，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3。

本发明提供了一种催化裂化助剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，得到氧化钠含量不高于0.2重量％的介孔硅铝材料，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3；

(2)将步骤(1)得到的所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或其前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物前体混合打浆，然后依次进行喷雾干燥、洗涤、过滤和干燥。

本发明的催化裂化助剂通过采用将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再与无机酸混合，在室温至100℃交换至少0.2小时这种特定方法制得的介孔硅铝材料代替常用的铵交换或铵交换和无机酸相结合的脱钠方法得到的介孔硅铝材料，使得本发明的催化裂化助剂用于重油催化裂化时，具有较强的重油裂化能力、更高的轻质油产率及更好的焦炭选择性。

而且，在本发明的所述催化裂化助剂的制备方法中，所述介孔硅铝材料的制备过程中无需进行铵交换，不会产生氨氮废水，使得该催化裂化助剂的制备过程相对比较环保且成本较低。

另外，所述介孔硅铝材料的制备过程中只需使用一次无机酸进行离子交换即可获得氧化钠含量低于0.2重量％的介孔硅铝材料，从而降低了生产成本和提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的介孔硅铝材料与传统铵交换方法得到的介孔硅铝材料的X-射线衍射图谱，其中，曲线1是CN1565733A中所述的经过两次铵交换处理得到的介孔催化材料的谱线，曲线2是制备实施例1得到的介孔硅铝材料的谱线。

具体实施方式

本发明提供了一种催化裂化助剂，该催化裂化助剂含有介孔硅铝材料、尖晶石和/或其前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物，其中，所述介孔硅铝材料由包括以下步骤的方法制得：将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，使得所述介孔硅铝材料中的氧化钠含量不高于0.2重量％，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3。

在本发明中，在未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料重量是以干基计的重量。在本发明中，以干基计的重量是指在约800℃的条件下焙烧1小时后的重量。

根据本发明，本发明对所述无机酸的种类无特殊要求，常用的无机酸均可实现本发明的目的，优选情况下，所使用的无机酸通常选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。

根据本发明，为了更好的实现本发明的目的，优选情况下，所述未经离子交换的介孔硅铝材料与水和无机酸的重量比可以为1∶5-30∶0.03-0.3，更优选为1∶6-20∶0.05-0.2，更进一步优选为1∶8-15∶0.07-0.16。

本发明对所述将所得浆液与无机酸接触的方式无特殊要求，可以将它们以任意顺序混合，例如可以将无机酸加入到浆液中进行混合，也可以将浆液加入无机酸中进行混合，其中，优选的混合方式为将无机酸加入到浆液中进行混合。

本发明中，将所述浆液与无机酸接触的条件可以为常规的离子交换条件。优选情况下，所述接触的温度为30-80℃，优选为40-70℃；接触的时间为0.2-2小时，优选为0.3-1.5小时，更优选为0.5-1小时。

在本发明中，所述介孔硅铝材料优选具有拟薄水铝石晶相结构，其X-射线衍射图谱如图1的曲线2所示。而且，在所述介孔硅铝材料中，以氧化物重量计的无水化学表达式为：(0-0.2)Na₂O·(40-90)Al₂O₃·(10-60)SiO₂。

本发明中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料可以为本领域常用的各种未经任何离子交换的介孔硅铝材料。所述未经离子交换的介孔硅铝材料可以根据常规的方法制备得到，其制备方法例如可以包括：将铝源与碱溶液在室温至85℃下中和成胶，成胶终点pH为7-11；然后按照SiO₂∶Al₂O₃＝1∶0.6-9的重量比加入硅源，在室温至90℃下老化1-10小时，然后进行过滤。在本发明中，所述过滤后得到的硅铝沉淀物可以直接用作所述未经离子交换的介孔硅铝材料，也可以将其进行干燥和/或焙烧后用作所述未经离子交换的介孔硅铝材料。

本发明中，所述铝源可以为介孔硅铝材料的制备工艺中常规使用的各种铝源，例如可以为选自硝酸铝、硫酸铝和氯化铝中的一种或多种。

本发明中，所述硅源可以为介孔硅铝材料的制备工艺中常规使用的各种硅铝，例如可以为硅胶、水玻璃、硅酸钠、四乙基硅、氧化硅、硅溶胶和硅凝胶中的至少一种。

本发明中，所述碱溶液可以为各种常规的碱溶液，例如可以为氨水、氢氧化钾溶液、偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液中的一种或多种。

根据本发明，虽然所述铝源、硅源和碱溶液各自可以从上述列举的物料中进行适当地选择，然而，通常所述铝源、碱溶液和硅源中的至少有一种为含钠的原料，从而保证如此制备的所述未经离子交换的介孔硅铝材料具有适当尺寸的介孔结构。根据本发明的一种优选的实施方式，所述铝源选自硝酸铝、硫酸铝和氯化铝中的一种或多种，所述碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠和偏铝酸钠中的一种或多种，所述硅源选自水玻璃、硅酸钠、四乙基硅和氧化硅中的一种或多种，且其中的铝源、碱和硅源中至少有一种为含钠原料。

本发明中，所述含钠原料指的是铝源、碱和硅源中的含有钠的物质。

在本发明中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料中以氧化钠计的钠含量为0.5-15重量％。而在本发明的所述催化裂化助剂中，采用所述未经离子交换的介孔硅铝材料制备的所述介孔硅铝材料中以氧化钠计的钠含量通常为0.2重量％以下。

本发明的催化裂化助剂中各种组成的量均可参照现有技术进行，本发明对此无特殊要求，优选情况下，所述催化裂化助剂中，按干基计，所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物与粘土和/或耐热无机氧化物的重量比为1∶0.001-1∶0.1-100，优选为1∶0.01-0.5∶0.1-40，更优选为1∶0.01-0.4∶0.2-20。本发明中，粘土和/或耐热无机氧化物指的是粘土、耐热无机氧化物或者粘土与耐热无机氧化物的混合物；即本发明中，粘土和/或耐热无机氧化物的重量指的是粘土和耐热无机氧化物的总重量，例如，如果催化裂化助剂中仅含有粘土时，则粘土和/或耐热无机氧化物的重量指的是粘土的重量，如果催化裂化助剂中仅含有耐热无机氧化物时，则粘土和/或耐热无机氧化物的重量指的是耐热无机氧化物的重量，如果催化裂化助剂中同时含有耐热无机氧化物和粘土时，则粘土和/或耐热无机氧化物的重量指的是耐热无机氧化物和粘土二者的总重量。

如本发明中粘土和/或耐热无机氧化物的重量的定义，本发明中尖晶石和/或尖晶石的前身物的重量也指的是尖晶石和/或尖晶石的前身物的总重量。

本发明中，所述尖晶石和/或尖晶石的前身物可以为常用的各种尖晶石和/或尖晶石的前身物，例如可以为镁铝尖晶石、锌铝尖晶石、钛铝尖晶石中的一种或多种。本发明中，所述尖晶石的前身物通常为氧化物混合物和/或盐混合物，一般通过焙烧即可以生成尖晶石。

本发明的催化裂化助剂还可以含有除尖晶石和/或尖晶石的前身物之外的金属捕集剂，优选，所述金属捕集剂游离于所述介孔硅铝材料之外，更优选情况下，按干基计，所述金属捕集剂的含量不超过催化裂化助剂的20重量％。

本发明对所述金属捕集剂的种类无特殊要求，可以为捕集V、Ni、Fe、Ca等污染金属的组分的常用的金属捕集剂，优选情况下，所述金属捕集剂为氧化稀土和/或氧化稀土的其前身物。更优选情况下，所述氧化稀土的前身物金属捕集剂为氯化稀土、碳酸稀土和氢氧化稀土中的一种或多种。其中，稀土元素可以为镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕中的一种或多种。

本发明对所述耐热无机氧化物的种类无特殊要求，可以为本领域常用的耐热无机氧化物，优选为氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化钍和氧化铍中的一种或多种。

本发明对所述粘土的种类无特殊要求，可以为本领域常用的粘土，优选情况下，可以选自高岭土、海泡石、凹凸棒石、蒙脱石、累脱石、硅藻土、埃洛石、皂石、硼润土和水滑石中的一种或多种；更优选为选自高岭土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、蒙脱石和累脱石中的一种或多种。

本发明中所述催化裂化助剂的制备方法可以参照现有技术进行，其制备方法可以包括将介孔硅铝材料、耐热无机氧化物和/或粘土混合打浆，造粒以及洗涤、过滤和干燥的步骤，本发明的制备方法中，可在打浆过程中引入尖晶石和/或尖晶石的前身物，也可以在造粒成型以后引入所述尖晶石和/或尖晶石的前身物。其中，在造粒成型以后引入所述尖晶石和/或尖晶石的前身物的方法，可以通过将造粒得到的颗粒或造粒后经洗涤处理的颗粒与尖晶石和/或尖晶石的前身物直接物理混合来实现；也可以通过在将造粒后的颗粒进行后焙烧的过程中引入所述尖晶石和/或尖晶石的前身物来实现，也可其他方式引入，本领域技术人员对此均能知悉，在此不再一一赘述。本发明中，尖晶石的前身物可以以金属离子形式、氧化物、络合物或其组合的形式引入。

根据本发明的一种优选的实施方式，本发明提供的催化裂化助剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，得到氧化钠含量不高于0.2重量％的介孔硅铝材料，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3；

(2)将步骤(1)中得到的所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或其前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物前体混合打浆，然后依次进行喷雾干燥、洗涤、过滤和干燥。

本发明的方法中，仅对催化裂化助剂的制备方法进行描述，与产品中的相同的特征不再进行重复描述。在本发明中，在未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料重量是以干基计的重量。在本发明中，以干基计的重量是指在约800℃的条件下焙烧1小时后的重量。

根据本发明提供的方法，本发明对所述无机酸的种类无特殊要求，常用的无机酸均可实现本发明的目的，优选情况下，所使用的无机酸选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。

为了更好的实现本发明的目的，优选情况下，所述未经离子交换的介孔硅铝材料与水和无机酸的重量比为1∶6-20∶0.05-0.2，更进一步优选为1∶8-15∶0.07-0.16。

根据本发明提供的方法，本发明对所述将所得浆液与无机酸接触的方式无特殊要求，可以将它们以任意顺序混合，例如可以将无机酸加入到浆液中进行混合，也可以将浆液加入到无机酸中进行混合，其中，优选的混合方式为将无机酸加入到浆液中进行混合。

根据本发明提供的方法，将所述浆液与无机酸接触的条件可以为常规的离子交换条件。优选情况下，所述接触的温度为30-80℃，优选为40-70℃；接触的时间为0.2-2小时，优选为0.3-1.5小时，更优选为0.5-1小时。

根据本发明提供的方法，在步骤(1)中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料可以为本领域常用的各种未经任何离子交换的介孔硅铝材料。所述未经离子交换的介孔硅铝材料可以根据常规的方法制备得到，其制备方法例如可以包括：将铝源与碱溶液在室温至85℃下中和成胶，成胶终点pH为7-11；然后按照SiO₂∶Al₂O₃＝1∶0.6-9的重量比加入硅源，在室温至90℃下老化1-10小时，然后进行过滤。在本发明中，所述过滤后得到的硅铝沉淀物可以直接用作所述未经离子交换的介孔硅铝材料，也可以将其进行干燥和/或焙烧后用作所述未经离子交换的介孔硅铝材料。所述铝源、硅源和碱溶液均与前文描述的相同。根据本发明的一种优选的实施方式，所述铝源选自硝酸铝、硫酸铝和氯化铝中的一种或多种，所述碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠和偏铝酸钠中的一种或多种，所述硅源选自水玻璃、硅酸钠、四乙基硅和氧化硅中的一种或多种，且其中的铝源、碱和硅源中至少有一种为含钠原料。

根据本发明的制备方法，优选情况下，所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物、粘土和/或耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物前体的用量使得制备得到的催化裂化助剂中，按干基计，介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物与粘土和/或耐热无机氧化物的重量比为1∶0.001-1∶0.1-100，优选为1∶0.01-0.5∶0.1-40，更优选为1∶0.01-0.4∶0.2-20。

本发明中，粘土和/或耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物前体指的是粘土、耐热无机氧化物和耐热无机氧化物前体中的一种或多种。

本发明中，所述耐热无机氧化物前体可以为本领域常用的耐热无机氧化物前体，例如可以为硅溶胶、铝溶胶等，在此不再一一赘述，所述耐热无机氧化物的种类在前述已经详尽描述，在此不再赘述。

本发明的方法还包括在制备本发明的催化裂化助剂中引入除尖晶石和/或尖晶石的前身物之外的其它金属捕集剂，优选情况下，所述金属金属捕集剂的用量使得制备得到的催化裂化助剂中，按干基计，所述金属捕集剂的含量不超过20重量％。

所述金属捕集剂可以在打浆过程中以离子形式、络合物形式引入到所述粘土或所述耐热无机氧化物中，或者直接加入金属捕集剂颗粒到含粘土和所述无机氧化物或其前体的浆液中，或者通过共沉淀法预先将金属捕集剂沉积在所述粘土或所述耐热无机氧化物中，或者在所述催化裂化助剂的后洗涤过程中引入金属捕集剂。通过前述各种方式引入金属捕集剂，最终金属捕集剂均游离于所述介孔硅铝材料之外，本领域技术人员对此均能知悉，在此不再赘述。

根据本发明提供的所述方法，在步骤(2)中，介孔硅铝材料、耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物前体、尖晶石和/或其前身物以及粘土混合打浆，以及后续的喷雾干燥、洗涤、过滤和干燥，这些工序的实施方法均可采用常规的方法实施，它们的具体实施方法例如在专利申请CN1098130A、CN1362472A、CN1727442A、CN1132898C和CN1727445A中都有详尽的描述，这里一并作为参考引用。

本发明提供的催化裂化助剂的使用方法可以参照现有技术进行，例如可以为：将所述催化裂化助剂与主催化剂物理混合后加入催化裂化装置，也可以单独加入催化裂化装置，然后在装置内与主催化剂混合。催化裂化助剂与主催化剂的重量比可以参照现有技术进行，优选为1∶2-25，更优选为1∶4-20。

本发明的催化裂化助剂用于重油催化裂化时，具有较强的重油裂化能力、较高的轻质油产率及较低的焦炭收率和干气收率。例如当本发明提供的助剂与主催化剂按重量比为15∶85混合时，重油减少2.53重量％，轻质油收率增加3.8重量％，干气选择性由0.0322降至0.0259，焦炭选择性由0.1278降至0.1034。可见，本发明提供的催化裂化助剂能更有效地将重油转化成高价值产品。

与现有技术相比，本发明提供的助剂水热稳定性好，在钝化镍的同时能将重油大分子高效转化成有价值的产品。

下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。

在实施例中和对比例中：

铝溶胶由中石化催化剂齐鲁分公司提供(Al₂O₃含量为21.5重量％)，高岭土由中国苏州提供(固含量为80重量％)，拟薄水铝石由山东铝厂提供(固含量为65.8重量％)。工业催化剂C1(牌号MLC-500)和C2(牌号GOR-II)由中国石化齐鲁分公司提供，对比例和实施例中所用化学试剂未特别注明的，其规格为化学纯。

在各实施例中，产品中Na₂O、Al₂O₃、SiO₂的含量用X射线荧光法测定(参见《石油化工分析方法(RIPP实验方法)》，杨翠定等编，科学出版社，1990年出版)。

制备实施例1-7用于说明本发明所用介孔硅铝材料的制备方法。

制备实施例1

介孔硅铝材料SSA-1的制备过程基本与CN1565733A中实施例1的介孔硅铝材料SA-1相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-1的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶10的重量比混合打浆，再将HCl溶液(浓度为10重量％)按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.07的重量比加入到上述浆液中，在55℃下接触30分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-1。该样品的X-射线衍射谱线见图1中的曲线2。该样品的元素分析重量化学组成为0.14Na₂O·73.6Al₂O₃·26.1SiO₂。

制备实施例2

介孔硅铝材料SSA-2的制备过程基本与CN1565733A中实施例2的介孔硅铝材料SA-2相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-2的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶10的重量比混合打浆，再将HCl溶液按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.12的重量比加入到上述浆液中，在55℃下接触40分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-2。该样品具有图1中曲线2的X-射线衍射谱线的特征；其元素分析重量化学组成为0.1Na₂O·58.9Al₂O₃·40.9SiO₂。

制备实施例3

介孔硅铝材料SSA-3的制备过程基本与CN1565733A中实施例3的介孔硅铝材料SA-3相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-3的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶12的重量比混合打浆，再将HCl溶液按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.09的重量比加入到上述浆液中，在50℃下接触40分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-3。该样品具有图1中曲线2的X-射线衍射谱线的特征；其元素分析重量化学组成为0.09Na₂O·73.9Al₂O₃·25.9SiO₂。

制备实施例4

介孔硅铝材料SSA-4的制备过程基本与CN1565733A中实施例4的介孔硅铝材料SA-4相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-4的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶12的重量比混合打浆，再将HCl溶液按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.14的重量比加入到上述浆液中，在60℃下接触30分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-4。该样品具有图1中曲线2的X-射线衍射谱线的特征；其元素分析重量化学组成为0.06Na₂O·73.8Al₂O₃·26.0SiO₂。

制备实施例5

介孔硅铝材料SSA-5的制备过程基本与CN1565733A中实施例5的介孔硅铝材料SA-5相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-5的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶5的重量比混合打浆，再将该浆液按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.08的重量比加入到稀HCl溶液中，在50℃下接触60分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-5。该样品具有图1中曲线2的X-射线衍射谱线的特征；其元素分析重量化学组成为0.17Na₂O·74.0Al₂O₃·25.6SiO₂。

制备实施例6

介孔硅铝材料SSA-6的制备过程基本与CN1565733A中实施例5的介孔硅铝材料SA-5相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-5的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶6的重量比混合打浆，再将该浆液按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.11的重量比加入到稀HCl溶液中，在50℃下接触40分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-6。该样品具有图1中曲线2的X-射线衍射谱线的特征；其元素分析重量化学组成为0.11Na₂O·74.2Al₂O₃·25.6SiO₂。

制备实施例7

介孔硅铝材料SSA-7的制备过程基本与CN1565733A中实施例5的介孔硅铝材料SA-5相同，只是采用酸交换过程替代其中的铵交换过程。即将SA-5的中间沉淀物，即老化过滤后的硅铝沉淀物，与水按1∶8的重量比混合打浆，再将该浆液按沉淀物(干基)∶HCl＝1∶0.15的重量比加入到稀HCl溶液中，在50℃下接触20分钟，经过滤、干燥和焙烧后得到介孔硅铝材料，记为SSA-7。该样品具有图1中曲线2的X-射线衍射谱线的特征；其元素分析重量化学组成为0.05Na₂O·74.2Al₂O₃·25.7SiO₂。

制备对比例1

按照CN100497531C中实施1的方法制得介孔硅铝材料SH-SA-1。

实施例1-5说明本发明提供的催化裂化助剂的制备方法及组成。

实施例1

将拟薄水铝石和高岭土按一定的比例混合打浆，加入氯化镁水溶液、介孔硅铝材料SSA-1，加入一定量盐酸使浆液pH值＝3.0，分散均匀得到浆液(浆液的固含量为35重量％)后喷雾成型。400℃焙烧2小时，取100克催化剂投入1升氯化铵水溶液洗涤(氯化铵量为催化剂干基的2重量％)、干燥制成成品催化裂化助剂A1，投料见表1(以干基或以氧化物计)。

实施例2

将SSA-2、拟薄水铝石、铝溶胶和高岭土按一定的比例混合打浆，加入盐酸使浆液pH＝3.0，加入固体氧化锌，分散均匀得到浆液(浆液的固含量为35重量％)，喷雾成型。400℃焙烧2小时，取100克催化剂投入1升氯化铵水溶液洗涤(氯化铵量为催化剂干基的2重量％)、干燥制成成品催化裂化助剂A2，投料见表1(以干基或以氧化物计)。

实施例3

将SSA-3、拟薄水铝石、铝溶胶和高岭土按一定的比例混合打浆，加入一定量盐酸使浆液pH＝3.0，最后加入固体氧化镁，分散均匀得到浆液(浆液的固含量为35重量％)，喷雾成型。400℃焙烧2小时，取100克催化剂投入1升氯化铵水溶液洗涤(氯化铵量为催化剂干基的2重量％)、干燥制成成品催化裂化助剂A3，投料见表1(以干基或以氧化物计)。

实施例4

首先按化学计量制备镁铝尖晶石备用。

将SSA-3、拟薄水铝石、铝溶胶和高岭土按一定的比例混合打浆，加入一定量盐酸使浆液pH＝3.0，分散均匀得到浆液(浆液的固含量为35重量％)后喷雾成型，400℃焙烧2小时。与前述制备的镁铝尖晶石机械混合，混合重量比例97∶3。取100克催化剂投入1升氯化铵水溶液中洗涤(氯化铵量为催化剂干基的2重量％)、干燥制成成品催化裂化助剂A4，投料见表1(以干基或以氧化物计)。

实施例5

首先按化学计量制备钛铝尖晶石备用。将SSA-5、拟薄水铝石、硅溶胶和高岭土按一定的比例混合打浆，再加入一定量盐酸使浆液pH＝3.0，加入前面制备的钛铝尖晶石，分散均匀得到浆液(浆液的固含量为35重量％)后喷雾成型。400℃焙烧2小时，取100克催化剂投入1升氯化铵水溶液中洗涤(氯化铵量为催化剂干基的2重量％)，再用氯化稀土水溶液洗涤助剂，干燥制成成品催化裂化助剂A5，投料见表1(以干基或以氧化物计)。

表1

对比例1

按实施例3的方法制备对比助剂B1，不同的是采用SA-3代替SSA-3。

对比例2

按实施例4的方法制备对比助剂B2，不同的是采用SA-4代替SSA-4。

对比例3

按照实施例1的方法制备对比助剂B3，不同的是采用制备对比例1的介孔硅铝材料SH-SA-1代替SSA-1。

对比例4

按照对比例3的方法制备对比助剂B4，不同的是不加入氯化镁水溶液。

测试例1

取实施例1、实施例2、实施例5提供的助剂A1、A2、A5与工业催化剂C1按一定重量物理混合，在循环老化装置上循环污染，沉积Ni、V，然后800℃、100％水蒸气老化8小时，在ACE装置上考察老化后催化剂的催化性能。污染后催化剂上Ni、V含量见表2，所用原料油性质见表3，评价条件及结果见表4。

表2

金属含量	100C1	95C1+5A1	95C1+5B3	95C1+5B4	90C1+10A2	92C1+8A5
							Ni，ppm	2890	2960	2960	2950	3210	3020
V，ppm	3020	3010	3000	2990	2990	3040

表3

密度(20℃)，克/厘米3	0.9044
		粘度，毫米2/秒	1.5217(20℃)
100℃	9.96
		凝固点，℃	40
残炭，重量％	3.0
		元素组成，重量％
C	85.98
		H	12.86
S	0.55
		N	0.18
馏程，℃
		初馏点	243
5％	294
		10％	316
30％	395
		50％	429
70％	473
		90％	-

测试对比例2

按照测试例1的方法进行测试，不同的是采用的催化剂为对比例3提供的助剂B3、对比例4提供的助剂B4与工业催化剂C1按重量比5∶95物理混合后的催化剂，污染后催化剂上Ni、V含量见表2，评价条件及结果见表4。

表4

表4的数据说明，本发明提供的催化裂化助剂具有更好的重油转化能力和抗金属污染能力。

测试例2

按照测试例1的方法进行测试，不同的是采用的催化剂为实施例3提供的助剂A3与工业催化剂C1按重量比20∶80物理混合后的催化剂，催化剂上Ni、V含量，评价条件及结果见表5。

测试对比例2

按照测试例1的方法进行测试，不同的是采用的催化剂为对比例1提供的助剂B1与工业催化剂C1按重量比20∶80物理混合后的催化剂，催化剂上Ni、V含量，评价条件及结果见表5。

表5

从表5的评价结果可以看出，本发明提供的助剂具有较好的重油转化能力和抗金属污染能力。

测试例3

按照测试例1的方法进行测试，不同的是采用的催化剂为实施例4提供的助剂A4与工业催化剂C2分别按重量比15∶85、25∶75物理混合后的催化剂，催化剂上Ni、V含量，评价条件及结果见表6。

测试对比例3

按照测试例1的方法进行测试，不同的是采用的催化剂为对比例2提供的助剂B2与工业催化剂C2按重量比15∶85物理混合后的催化剂，催化剂上Ni、V含量，评价条件及结果见表6。

表6

从表6的评价结果看，本发明提供的助剂与对比助剂相比，具有较好的抗金属污染能力，同时在提高重油转化能力的同时，不增加焦炭产量，可以有效地将重油转化成高价值产品。

Claims (19)

1.一种催化裂化助剂，该催化裂化助剂含有介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物，所述介孔硅铝材料由包括以下步骤的方法制得：将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，使得所述介孔硅铝材料中的氧化钠含量不高于0.2重量％，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3。

2.根据权利要求1所述的催化裂化助剂，其中，所述无机酸选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的催化裂化助剂，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料与水和无机酸的重量比为1∶6-20∶0.05-0.2。

4.根据权利要求3所述的催化裂化助剂，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料与水和无机酸的重量比为1∶8-15∶0.07-0.16。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，接触的温度为30-80℃，时间为0.3-1.5小时。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述将所得浆液与无机酸接触的方式为将无机酸加入到浆液中。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述介孔硅铝材料具有拟薄水铝石晶相结构，以氧化物重量计的无水化学表达式为：0-0.2Na₂O·40-90Al₂O₃·10-60SiO₂。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料由包括下列步骤的制备方法制得：将铝源与碱溶液在室温至85℃下中和成胶，成胶终点的pH为7-11；然后按照SiO₂∶Al₂O₃＝1∶0.6-9的重量比加入硅源，在室温至90℃下老化1-10小时，然后进行过滤。

9.根据权利要求8的催化裂化助剂，其中，所述铝源选自硝酸铝、硫酸铝和氯化铝中的一种或多种，所述碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠或偏铝酸钠中的一种或多种，所述硅源选自水玻璃、硅酸钠、四乙基硅或氧化硅中的一种或多种，且其中的铝源、碱和硅源中至少有一种为含钠原料。

10.根据权利要求1-4和9中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料中，钠含量以氧化钠计为0.5-15重量％。

11.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述催化裂化助剂中，按干基计，所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物与粘土和/或耐热无机氧化物的重量比为1∶0.001-1∶0.1-100。

12.根据权利要求11所述的催化裂化助剂，其中，所述催化裂化助剂中，按干基计，所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或尖晶石的前身物与粘土和/或耐热无机氧化物的重量比为1∶0.01-0.5∶0.1-40。

13.根据权利要求1-4和12中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述尖晶石为镁铝尖晶石、锌铝尖晶石和钛铝尖晶石中的一种或多种。

14.根据权利要求1-4和12中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述耐热无机氧化物为氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化钍和氧化铍中的一种或多种。

15.根据权利要求1-4和12中任意一项所述的催化裂化助剂，其中，所述粘土选自高岭土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、蒙脱石和累脱石中的一种或多种。

16.一种催化裂化助剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将未经离子交换的介孔硅铝材料与水混合打浆、得到浆液，再将所得浆液与无机酸在室温至100℃下接触至少0.2小时，得到氧化钠含量不高于0.2重量％的介孔硅铝材料，其中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料、水和无机酸的重量比为1∶5-30∶0.03-0.3；

(2)将步骤(1)中得到的所述介孔硅铝材料、尖晶石和/或其前身物以及粘土和/或耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物前体混合打浆，然后依次进行喷雾干燥、洗涤、过滤和干燥。

17.根据权利要求16所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述无机酸选自硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。

18.根据权利要求16或17所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述浆液与无机酸的接触温度为30-80℃，接触时间为0.2-2小时。

19.根据权利要求16或17所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述未经离子交换的介孔硅铝材料的制备方法包括：将铝源与碱溶液在室温至85℃下中和成胶，成胶终点的pH为7-11；然后按照SiO₂∶Al₂O₃＝1∶0.6-9的重量比加入硅源，在室温至90℃下老化1-10小时，然后进行过滤。