CN104959142B - 一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，涉及化工分离技术领域，以纳米活性炭为载体，氧化铁、氧化钴或氧化镍为活性组分，所述活性组分占载体总重的20‑25％。本发明以纳米活性炭为载体，其特殊的微孔形结构能提高活性组分负载率；浸渍法与超声波、微波的结合处理，有利于提高活性组分的负载率；制得的催化剂具有选择性好、催化效率高且可循环使用的特点。
Description
技术领域：
本发明涉及化工分离技术领域，具体涉及一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂。
背景技术：
石脑油是一种轻质油品，由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得，其沸点范围依需要而定，通常为较宽的馏程，如30-220℃。石脑油作为制备乙烯和丙烯的裂解原料时，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的体积含量不低于70％。
以石脑油为裂解原料，制备乙烯和丙烯的方法主要有蒸汽裂解和催化裂解两种。蒸汽裂解虽然产量高，但反应温度在800℃左右，而催化裂解的反应温度比蒸汽裂解约低50-200℃，因此催化裂解相对能耗少，裂解炉管内壁结焦速度将会降低，从而可延长操作周期，增加炉管寿命，另外二氧化碳的排放量也会降低，可增加乙烯和丙烯的总收率，从而大幅度降低生产成本。在催化裂解过程中需要使用催化剂，而普通催化剂存在选择性差、催化效率较低和产品产量少的缺点，因此需要开发出一种选择性好、催化效率高的新型催化剂。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种选择性好、催化效率高的石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，以纳米活性炭为载体，氧化铁、氧化钴或氧化镍为活性组分，所述活性组分占载体总重的20-25％，其制备方法如下：
(1)将活性组分均匀分散于乙醇溶液中，制成质量分数为3-8％的浸渍液；
(2)将纳米活性炭于400℃下焙烧3-5h，经真空干燥后加入步骤(1)配制的浸渍液，然后在30-40℃下超声处理15-20min，60-70℃下微波处理20-30min；
(3)将步骤(2)处理后的溶液过滤，滤渣经70-80℃干燥2-3h，500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即得目标催化剂；
其使用方法为：将制得的催化剂加入到石脑油中进行催化裂解，反应结束后从溶液中过滤催化剂，水洗3次、乙醇洗3次，再经真空干燥后于500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即可循环使用。
所述纳米活性炭的孔径为0.8-2纳米。
所述步骤(2)中的超声频率为28KHz，超声功率为300W/m2，微波频率为2450MHz，微波功率为400W。
本发明的有益效果是：
(1)以纳米活性炭为载体，其特殊的微孔形结构能提高活性组分负载率；
(2)浸渍法与超声波、微波的结合处理，有利于提高活性组分的负载率；
(3)使用后，可通过过滤、干燥、活化后循环使用，不仅绿色环保，而且可以降低成本投入；
(4)选择性好、催化效率高，可提高乙烯和丙烯的产量。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，其制备方法如下：
(1)将氧化铁均匀分散于乙醇溶液中，制成质量分数为3-8％的浸渍液；
(2)将纳米活性炭于400℃下焙烧5h，经真空干燥后加入步骤(1)配制的浸渍液，然后在温度为30-40℃、超声频率为28KHz、超声功率为300W/m2下超声处理15min，温度为60-70℃、微波频率为2450MHz、微波功率为400W下微波处理25min；
(3)将步骤(2)处理后的溶液过滤，滤渣经70-80℃干燥3h，500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即得目标催化剂。
将制得的催化剂加入到石脑油中进行催化裂解，反应结束后从溶液中过滤催化剂，水洗3次、乙醇洗3次，再经真空干燥后于500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即可循环使用。
实施例2
一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，其制备方法如下：
(1)将氧化钴均匀分散于乙醇溶液中，制成质量分数为3-8％的浸渍液；
(2)将纳米活性炭于400℃下焙烧5h，经真空干燥后加入步骤(1)配制的浸渍液，然后在温度为30-40℃、超声频率为28KHz、超声功率为300W/m2下超声处理15min，温度为60-70℃、微波频率为2450MHz、微波功率为400W下微波处理25min；
(3)将步骤(2)处理后的溶液过滤，滤渣经70-80℃干燥3h，500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即得目标催化剂。
将制得的催化剂加入到石脑油中进行催化裂解，反应结束后从溶液中过滤催化剂，水洗3次、乙醇洗3次，再经真空干燥后于500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即可循环使用。
实施例3
一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，其制备方法如下：
(1)将等量的氧化铁和氧化钴均匀分散于乙醇溶液中，制成质量分数为3-8％的浸渍液；
(2)将纳米活性炭于400℃下焙烧5h，经真空干燥后加入步骤(1)配制的浸渍液，然后在温度为30-40℃、超声频率为28KHz、超声功率为300W/m2下超声处理15min，温度为60-70℃、微波频率为2450MHz、微波功率为400W下微波处理25min；
(3)将步骤(2)处理后的溶液过滤，滤渣经70-80℃干燥3h，500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即得目标催化剂。
将制得的催化剂加入到石脑油中进行催化裂解，反应结束后从溶液中过滤催化剂，水洗3次、乙醇洗3次，再经真空干燥后于500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即可循环使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，其特征在于：以纳米活性炭为载体，氧化铁、氧化钴或氧化镍为活性组分，所述活性组分占载体总重的20-25％，其制备方法如下：
(1)将活性组分均匀分散于乙醇溶液中，制成质量分数为3-8％的浸渍液；
(2)将纳米活性炭于400℃下焙烧3-5h，经真空干燥后加入步骤(1)配制的浸渍液，然后在30-40℃下超声处理15-20min，60-70℃下微波处理20-30min；
(3)将步骤(2)处理后的溶液过滤，滤渣经70-80℃干燥2-3h，500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即得目标催化剂；
其使用方法为：将制得的催化剂加入到石脑油中进行催化裂解，反应结束后从溶液中过滤催化剂，水洗3次、乙醇洗3次，再经真空干燥后于500℃焙烧2h，850℃焙烧5h，即可循环使用；
所述步骤(2)中的超声频率为28KHz，超声功率为300W/m2，微波频率为2450MHz，微波功率为400W。
2.根据权利要求1所述的石脑油裂解制备乙烯和丙烯用催化剂，其特征在于：所述纳米活性炭的孔径为0.8-2纳米。
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