CN105689011A - 一种石油加工催化剂及其制备方法 - Google Patents

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刘晓东
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Abstract

本发明公开了一种石油加工催化剂及其制备方法，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧1～4份、氮化镧1～5份、氧化锂22～40份、石墨烯12～35份、磷酸钠12～28份、硅酸钙8～22份、乙酸25～40份、无水乙醇22～44份。本发明将稀土元素中性盐结合，经粉化、酸洗、高温煅烧等过程制备获得的石油加工催化剂具有活性高、稳定性高、寿命长的优点。

Description

一种石油加工催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂材料，尤其涉及一种石油加工催化剂及其制备方法。
背景技术
石油加工过程中的催化裂化反应即将大分子烃类分子催化裂化为小分子烃类分子，也就是将重质油转化为轻质油，是最关键的石油二次加工步骤。包括以下三个步骤：裂化、异构化和氢转移。
稀土元素作为一个重要组分被引入到裂化催化剂后能显著提高催化剂的活性和稳定性，大幅提高原料油裂化转化率，增加汽油和柴油的产率。同时还具有原油处理量大、轻质油收率高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好的优点。
但是现有技术中引入稀土元素的石油加工催化剂中稀土元素的利用率较低，在稀土元素紧缺的前提下，能够最高效率的利用稀土元素，制备获得活性和稳定性高的石油加工催化剂十分必要。
此外，现有的引入稀土元素的石油加工催化剂寿命较短，因而进一步导致稀土元素不能被充分利用。
发明内容
解决的技术问题:
为了获得一种活性高、稳定性高、寿命长的石油加工催化剂，本发明提供了一种石油加工催化剂及其制备方法。
技术方案：
一种石油加工催化剂，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧1～4份、氮化镧1～5份、氧化锂22～40份、石墨烯12～35份、磷酸钠12～28份、硅酸钙8～22份、乙酸25～40份、无水乙醇22～44份。
优选的，所述石油加工催化剂由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧3份、氮化镧4份、氧化锂32份、石墨烯28份、磷酸钠22份、硅酸钙17份、乙酸36份、无水乙醇38份。
一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨2～4小时，粉末粒径为300～500目；
(2)将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在4～12℃条件下，搅拌反应10～35分钟，过滤去除滤液，获得滤渣；
(3)用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1～1.4，清洗三次；
(4)向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应8～15分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于35～48℃条件下烘干，获得粉末混合物；
(5)将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为2.8～3.5MPa的高压气体将上述粉末吹起，6～10分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(6)将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为1～4小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
优选的，步骤(1)中将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨3.5小时，粉末粒径为450目。
优选的，步骤(2)中将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在8℃条件下，搅拌反应28分钟，过滤去除滤液，获得滤渣。
优选的，步骤(3)中用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1.3，清洗三次。
优选的，步骤(4)中向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应10分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于45℃条件下烘干，获得粉末混合物。
优选的，步骤(5)中将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为3.2MPa的高压气体将上述粉末吹起，8分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合。
优选的，步骤(6)中将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为2.5小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
有益效果
本发明将稀土元素中性盐结合，经粉化、酸洗、高温煅烧等过程制备获得的石油加工催化剂具有活性高、稳定性高、寿命长的优点。
具体实施方式
实施例1
一种石油加工催化剂，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧1份、氮化镧1份、氧化锂22份、石墨烯12份、磷酸钠12份、硅酸钙8份、乙酸25份、无水乙醇22份。
一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨2小时，粉末粒径为300目；
(2)将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在4℃条件下，搅拌反应10分钟，过滤去除滤液，获得滤渣；
(3)用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1，清洗三次；
(4)向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应8分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于35℃条件下烘干，获得粉末混合物；
(5)将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为2.8MPa的高压气体将上述粉末吹起，6分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(6)将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为1小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
实施例2
一种石油加工催化剂，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧3份、氮化镧4份、氧化锂32份、石墨烯28份、磷酸钠22份、硅酸钙17份、乙酸36份、无水乙醇38份。
一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨3.5小时，粉末粒径为450目；
(2)将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在8℃条件下，搅拌反应28分钟，过滤去除滤液，获得滤渣；
(3)用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1.3，清洗三次；
(4)向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应10分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于45℃条件下烘干，获得粉末混合物；
(5)将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为3.2MPa的高压气体将上述粉末吹起，8分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(6)将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为2.5小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
实施例3
一种石油加工催化剂，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧4份、氮化镧5份、氧化锂40份、石墨烯35份、磷酸钠28份、硅酸钙22份、乙酸40份、无水乙醇44份。
一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨4小时，粉末粒径为500目；
(2)将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在12℃条件下，搅拌反应35分钟，过滤去除滤液，获得滤渣；
(3)用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1.4，清洗三次；
(4)向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应15分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于48℃条件下烘干，获得粉末混合物；
(5)将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为3.5MPa的高压气体将上述粉末吹起，10分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(6)将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为4小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
将实施例1～3制备获得的石油加工催化剂用于石油二次加工过程，结果如下表所示：
表1实施例1～3制备获得的石油加工催化剂性能测试结果
寿命 适用温度 密度 转化率 收率
实施例1 23天 13～455℃ 8.79g/cm3 92％ 86％
实施例2 28天 19～646℃ 8.47g/cm3 100％ 94％
实施例3 24天 17～574℃ 9.12g/cm3 97％ 91％

Claims (9)

1.一种石油加工催化剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧1～4份、氮化镧1～5份、氧化锂22～40份、石墨烯12～35份、磷酸钠12～28份、硅酸钙8～22份、乙酸25～40份、无水乙醇22～44份。
2.根据权利要求1所述一种石油加工催化剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：氧化镧3份、氮化镧4份、氧化锂32份、石墨烯28份、磷酸钠22份、硅酸钙17份、乙酸36份、无水乙醇38份。
3.权利要求1所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨2～4小时，粉末粒径为300～500目；
(2)将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在4～12℃条件下，搅拌反应10～35分钟，过滤去除滤液，获得滤渣；
(3)用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1～1.4，清洗三次；
(4)向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应8～15分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于35～48℃条件下烘干，获得粉末混合物；
(5)将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为2.8～3.5MPa的高压气体将上述粉末吹起，6～10分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(6)将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为1～4小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将氧化镧、氮化镧、氧化锂、石墨烯、磷酸钠和硅酸钙同时加入球磨机中，研磨3.5小时，粉末粒径为450目。
5.根据权利要求3所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将步骤(1)获得的混合物加入乙酸中，在8℃条件下，搅拌反应28分钟，过滤去除滤液，获得滤渣。
6.根据权利要求3所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中用去离子水清洗步骤(2)获得的滤渣，滤渣与去离子水的质量比为1:1.3，清洗三次。
7.根据权利要求3所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中向经步骤(3)清洗后的滤渣中加入无水乙醇，搅拌反应10分钟，吸水两次；过滤去除无水乙醇后，将滤渣置于45℃条件下烘干，获得粉末混合物。
8.根据权利要求3所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中将粉末混合物置于混料装置内，利用压力为3.2MPa的高压气体将上述粉末吹起，8分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合。
9.根据权利要求3所述的一种石油加工催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(6)中将上述均匀混合后的粉末置于电炉中，在氦气的保护氛围中采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为450℃、570℃、690℃，每阶段烧结时间为2.5小时，烧结完成后即可获得石油加工催化剂。
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