CN1796495A - 一种催化裂化助剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种催化裂化助剂，该助剂按干基计，含有10～65重％的改性ZSM－5分子筛、15～60重％的两种沸石、15～70重％的无机氧化物粘结剂和2～25重％的磷添加剂，其中所说的改性ZSM－5分子筛经磷和选自Fe、Co或Ni之一的金属改性，其无水化学表达式，以氧化物计为(0～0.3)Na₂O·(0.5～5)Al₂O₃·(1.3～10)P₂O₅·(0.7～15)M_xO_y·(70～97)SiO₂，x表示M的原子数，y表示满足M氧化态所需的一个数；所说的两种沸石为重量比例为1∶99～99∶1的丝光沸石和斜发沸石；所说的粘结剂和磷添加剂均以氧化物计。该助剂应用于石油烃的催化裂化过程中，在增加催化裂化液化气产率的同时，可显著提高液化气中的丙烯浓度。

Description

一种催化裂化助剂

                          技术领域

本发明是关于一种催化裂化助剂，更进一步说是关于一种提高催化裂化液化气中丙烯浓度的助剂。

                          背景技术

丙烯是重要的有机化工原料，随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长，全世界对丙烯的需求也在逐年俱增。流化催化裂化是生产轻烯烃和丙烯的重要生产工艺之一。对于大多数催化裂化装置而言，为了增产轻烯烃和丙烯，采用含有具有MFI结构沸石的催化剂或助剂是有效的技术途径。

USP3,758,403较早披露在催化裂化催化剂中添加ZSM-5沸石的方法可以提高汽油的辛烷值和增加C₃～C₄烯烃的产率。例如，在含10％REY的常规催化剂中添加从1.5、2.5、5到10％的ZSM-5沸石后，汽油辛烷值提高，低碳烯烃的产率增加；使用含ZSM-5沸石的助剂时也有同样的效果。

USP 5,318,696中提出了基于一种大孔沸石和硅铝比小于30的具有MFI结构的沸石组成的催化剂的烃转化工艺过程。该工艺通过改进的催化裂化过程生产高辛烷值汽油，并增产低碳烯烃，特别是丙烯。

USP 5,997,728中公开了在重质原料催化裂化过程中大量使用择形裂化助剂的方法。所说助剂由无定形基质中加入12～40％的ZSM-5沸石组成，系统藏量至少10％，使得ZSM-5在催化剂中的比例超过3％。此方法可以在大幅度提高低碳烯烃的同时，不额外增加芳烃产量和损失汽油产率。

ZSM-5沸石用含磷化合物进行改性后，其裂化活性稳定性可以提高，并减少沸石的用量。

CN 1049406C中公开了一种含磷和稀土并具有MFI结构的沸石，其无水化学组成为aRE₂O₃·bNa₂O·Al₂O₃·cP₂O₅·dSiO₂，其中a＝0.01～0.25，b＝0.005～0.02，c＝0.2～1.0，d＝35～120。该沸石在用于烃类高温转化时具有优异的水热活性稳定性和良好的低碳烯烃选择性。

CN 1034223C中公开了一种用于生产低碳烯烃的裂解催化剂，是由0～70％(以催化剂重量为基准)的粘土、5～99％的无机氧化物和1～50％的沸石组成。其中的沸石为0～25重％的REY或高硅Y型沸石和75～100重％的含磷和稀土的五元环高硅沸石的混合物。该催化剂具有较以ZSM-5沸石为活性组分的催化剂更高的水热活性稳定性、转化率和C₂ ^＝～C₄ ^＝产率。

USP5,110,776中公开了以磷改性的ZSM-5沸石催化剂的制备方法。所说的磷改性过程是将沸石分散在PH值2～6的含磷化合物水溶液中，然后与基质打浆，喷雾干燥成型。所得催化剂在提高汽油辛烷值的同时不增加干气和焦炭产率。

USP6,566,293中公开了一种含磷改性ZSM-5沸石的裂化催化剂。所说的磷改性ZSM-5的制备是将沸石分散在PH值4.5以上的含磷化合物水溶液中，使沸石负载至少10重％的磷(以P₂O₅计)，然后与基质和其它沸石组分打浆，喷雾干燥成型。所得催化剂具有较高的低碳烯烃产率。

USP 5,171,921中公开了一种用磷改性的ZSM-5沸石。该沸石具有20～60的硅铝比，用含磷化合物浸渍后经500～700℃水蒸汽处理后，用于C₃～C₂₀烃转化成C₂～C₅烯烃的反应时，相对不用磷处理的ZSM-5有更高的活性。

USP6,080,303中公开了一种提高小孔和中孔沸石催化活性的方法。该方法是用磷化合物处理小孔和中孔沸石，然后将经磷处理过的沸石与AlPO₄凝胶组合。该方法可以改善小孔和中孔沸石的活性和水热稳定性。

USP 5,472,594中公开了基于一种大孔沸石和含磷的MFI结构中孔沸石组成的催化剂的烃转化工艺过程。该工艺通过改进的催化裂化过程生产高辛烷值汽油，并增产低碳烯烃，特别是C₄/C₅。

除了对ZSM-5沸石进行磷改性外，也有报道称往基质中引入磷化合物，可以提高催化剂或助剂对低碳烯烃的选择性。

USP 2002/0003103A1中公开了一种增加丙烯产率的催化裂化工艺过程。该工艺过程除了将至少部分汽油产物进入第二个提升管内重新进行裂化反应外，所采用的催化剂组合物中除了含大孔USY沸石外，还含有ZSM-5等中孔沸石以及具有裂化性能的无机粘结剂组分。其中的无机粘结剂组分中含磷，其P/Al比为0.1～10。该工艺过程可大幅度增产低碳烯烃，特别是增加丙烯产率。

USP 2002/0049133A1中公开了一种高沸石含量、高耐磨强度的催化剂。该催化剂含有30～85重％的ZSM-5沸石，6～24重％的磷(以P₂O₅计)，以及低于10重％的Al₂O₃和余量的粘土等其它组分，其中的磷存在于基质中。该催化剂用于催化裂化过程中，可增加轻烯烃，尤其丙烯产率。

沸石用金属改性的方法及其应用有下述相关报道。例如USP 5,236,880中公开了含MFI或MEL结构沸石的催化剂。其中所用沸石是经VIII族金属、优选以Ni改性的，该沸石引入Ni后，经历苛刻的控制温度下的热或水热处理，使得VIII族金属和铝在表面富集。所说催化剂用于烷烃转化时可以提高汽油辛烷值，增加C₃～C₄烯烃的产率。

CN 1057408A中公开了一种含高硅沸石的裂解催化剂，具有较高的催化裂解活性，其中所说的高硅沸石为含有0.01～3.0重％磷、0.01～1.0重％铁或0.01～10重％铝的ZSM-5、β沸石或丝光沸石，是将硅铝比大于15的氢型或钾型ZSM-5沸石、β沸石或丝光沸石加热至350～820℃，以0.1～10小时^-1的体积空速通入铝的卤化物水溶液、铁的卤化物水溶液或磷酸铵盐水溶液后得到。

CN 1465527A中公开了一种含磷和过渡金属的MFI结构沸石，该沸石的无水化学表达式，以氧化物的质量计为(0～0.3)Na₂O·(0.5～5)Al₂O₃·(1.3～10)P₂O₅·(0.7～15)M₂O₃·(70～97)SiO₂，其中，M选自过渡金属Fe、Co和Ni中的一种。该沸石应用于石油烃的催化裂化过程时，可提高C₂～C₄烯烃的产率及选择性，具有更高的液化气产率。

目前，对于绝大多数的催化裂化装置而言，在相同液化气产率的前提下，提高液化气中的丙烯浓度是提高催化裂化装置经济效益的重要途径。现有技术所公开的沸石材料和催化剂用于催化裂化过程中，虽然能有效地增加低碳烯烃的产率，提高催化裂化汽油产物的辛烷值，但在催化裂化反应过程中对于丙烯的选择性并不是很高，从而提高液化气中丙烯浓度的幅度有限。

                          发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种增产丙烯的催化裂化助剂，该助剂应用于催化裂化过程中，不仅能有效地增加催化裂化液化气产率，提高催化裂化汽油的辛烷值，同时还能较大幅度地提高催化裂化液化气中的丙烯浓度。

本发明人发现，以CN 1465527A中所公开的含磷和过渡金属的改性ZSM-5分子筛为活性组元，引入丝光沸石和斜发沸石来取代常规粘土组分，并进一步引入适量的磷添加剂，所制备的裂化助剂应用于石油烃的催化裂化过程中，可以达到本发明的目的。

本发明所提供的催化助剂按干基计，含有10～65重％的改性ZSM-5分子筛、15～60重％的沸石、15～70重％的无机氧化物粘结剂和2～25重％的磷添加剂，其中所说的改性ZSM-5分子筛经磷和选自Fe、Co或Ni之一的金属改性，其无水化学表达式，以氧化物计为(0～0.3)Na₂O·(0.5～5)Al₂O₃·(1.3～10)P₂O₅·(0.7～15)M_xO_y·(70～97)SiO₂，x表示M的原子数，y表示满足M氧化态所需的一个数，所说的沸石为重量比例为1∶99～99∶1的丝光沸石和斜发沸石，所说的粘结剂和磷添加剂均以氧化物计。

本发明提供的助剂按干基计，优选组成为20～50重％的改性ZSM-5分子筛、20～40重％的沸石、25～50重％的无机氧化物粘结剂和5～15重％的磷添加剂，所说沸石为丝光沸石和斜发沸石的混合物。本发明提供的助剂中，所说的磷添加剂及其含量不包括改性ZSM-5分子筛中的磷。

本发明提供的助剂中，所说的改性ZSM-5分子筛，其无水化学表达式，优选为(0～0.2)Na₂O·(0.9～3.5)Al₂O₃·(1.5～7)P₂O₅·(0.9～10)M_xO_y·(82～92)SiO₂。

本发明提供的助剂中，所说的沸石为丝光沸石和斜发沸石的混合物，二者重量比例优选为30∶70～90∶10、更优选重量比例为50∶50～80∶20。

所说的丝光沸石和斜发沸石的来源也可以取自天然沸石原料，例如产自新疆吉木萨尔县天然沸石矿的富含丝光沸石和斜发沸石的天然矿物，经粉碎、浆化、水洗以后的产物，经酸和无机铵盐处理得到，其中丝光沸石和斜发沸石的重量比例约为70∶30，化学组成参见表1。所说的天然沸石原料的一般处理过程是将天然沸石原料先进行机械粉碎，然后用脱阳离子水打浆分散成一定固含量的浆液，搅拌下加入酸和无机铵盐，升至一定温度并反应一定时间，然后过滤、洗涤；按同样的方法重复步骤处理数次，直至脱除其中的大部分Na、K、Mg、Ca等伴生杂质组分。

表1

材料	组成，重％
								SiO2	Al2O3	Na2O	CaO	MgO	K2O	Fe2O3
	天然沸石原料	74.2	14.0	4.6	2.4	0.78	0.98								1.8
酸和无机铵盐处理后								78.3	16.7	0.6	0.8	0.7	0.6	2.3

本发明提供的助剂，其中所述无机氧化物粘结剂选自用作助剂基质和粘结剂组分的无机氧化物中的一种或几种，可以包括拟薄水铝石、铝溶胶、硅铝溶胶、水玻璃和磷铝溶胶在内的一种或几种的混合物，其中优选拟薄水铝石、铝溶胶或磷铝溶胶中的一种或几种的混合物。当助剂中含有磷铝溶胶时，磷铝溶胶中磷的含量以五氧化二磷计、计算归入所说磷添加剂中。

本发明提供的助剂，所述磷添加剂以磷化合物(如磷的氧化物、磷酸盐、亚磷酸盐、碱式磷酸盐、酸式磷酸盐)的形式存在。

本发明提供的助剂可由改性的ZSM-5分子筛、丝光沸石、斜发沸石和无机氧化物粘结剂采用包括喷雾干燥成型在内的现有裂化催化剂制备技术中的任何方法来制备，本发明对其没有特别的限制。

所说的磷添加剂可以采用下列方法之一或者几种方法的组合，但并不局限于这些方法引入助剂中：

1、在用磷化合物处理丝光沸石和斜发沸石的时候引入，比如采用磷酸和/或亚磷酸作为酸试剂，或采用磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸铵、亚磷酸铵、亚磷酸二氢铵等作为无机铵盐处理丝光沸石和斜发沸石；

2、在助剂喷雾干燥成型之前往浆液中添加磷化合物；

3、由无机氧化物粘结剂引入到助剂中，比如无机氧化物粘结剂中含有磷铝溶胶时，焙烧后助剂中既带进了磷，磷铝溶胶又可以起到基质材料和粘结剂的作用；

4、在助剂喷雾干燥成型之后经浸渍或化学吸附磷化合物，经固液分离(如果需要的话)、干燥和焙烧过程引入，所说干燥的温度为室温至400℃，优选100～300℃，焙烧的温度为400～700℃，优选为450～650℃，焙烧时间为0.5～100小时，优选为0.5～10小时。

因此，所说的磷添加剂可以存在于助剂任何可能存在的位置，如可以存在于分子筛的孔道内部、分子筛的表面，可以存在于所述基质材料中，还可以同时存在于分子筛的孔道内部、分子筛的表面和所述基质材料中。

本发明提供的助剂，其制备方法中所述磷化合物选自磷的各种无机化合物和有机化合物中的一种或几种。所述磷化合物可以是易溶于水的，也可以是难溶于水或不溶于水的磷化合物。磷化合物的实施例包括磷的氧化物、磷酸、磷酸盐、亚磷酸盐、次磷酸盐、含磷的有机化合物等。优选的磷化合物选自磷酸、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铝和磷铝溶胶中的一种或几种。

本发明提供的助剂用于催化裂化过程时，可单独往催化裂化反应器里添加，也可与裂化催化剂混合后使用。一般情况下，本发明提供的助剂占FCC催化剂与本发明提供的催化剂混合物总重量的1～25重量％，优选为3～15重量％。

本发明提供的助剂可用于各种烃油的加工，所述烃油选自各种石油馏分，如原油、常压渣油、减压渣油、常压蜡油、减压蜡油、直馏蜡油，丙烷轻/重脱油、焦化蜡油和煤液化产物中的一种或几种。所述烃油可以含有镍、钒等重金属杂质及硫、氮杂质，如硫的含量可高达3.0重％，氮的含量可高达2.0重％，钒、镍等金属杂质的含量高达3000ppm。

本发明提供的助剂用于催化裂化过程中，烃油裂化条件为常规的催化裂化条件。一般来说，该烃油裂化条件包括反应温度为400～600℃，优选为450～550℃，重时空速为10～120小时^-1，优选为10～80小时^-1，剂油重量比为1～20，优选为3～15。

本发明提供的助剂可用于现有的各种催化裂化反应器，如在固定床反应器、流化床反应器、提升管反应器、多反应区反应器等中进行。

本发明所提供的助剂中由于引入了包含丝光沸石和斜发沸石的天然沸石组分，并且进一步引入了适量的磷添加剂，明显提高了催化裂化反应过程中对于丙烯的选择性，从而显著地提高了催化裂化液化气中的丙烯浓度。

                          具体实施方式

下面的实施例将对本发明予以进一步地说明，但并不因此而限制本发明的内容。

实施例和对比例中，A₁～A₈八个改性ZSM-5分子筛样品由CN1465527A所公开的方法制备，其无水化学表达式是用X射线荧光光谱法测定分子筛的元素组成，再经换算得到的。

样品A₁：0.04Na₂O·3.57Al₂O₃·4.0P₂O₅·2.4Fe₂O₃·90.49SiO₂。

样品A₂：0.1Na₂O·5.0Al₂O₃·2.0P₂O₅·0.9Fe₂O₃·92SiO₂。

样品A₃：0.1Na₂O·5.3Al₂O₃·1.5P₂O₅·1.1Fe₂O₃·92SiO₂。

样品A₄：0.03Na₂O·2.2Al₂O₃·4.9P₂O₅·2.1Fe₂O₃·90.8SiO₂。

样品A₅：0.1Na₂O·0.94Al₂O₃·5.1P₂O₅·10.1Fe₂O₃·84SiO₂。

样品A₆：0.03Na₂O·5.1Al₂O₃·4.8P₂O₅·3.6Co₂O₃·86.5SiO₂。

样品A₇：0.1Na₂O·4.6Al₂O₃·6.9P₂O₅·6.4Ni₂O₃·82SiO₂。

样品A₈：0.1Na₂O·5.2Al₂O₃·4.5P₂O₅·2.0Ni₂O₃·88.2SiO₂。

实施例中，拟薄水铝石为山东铝厂生产工业产品，固含量60重％。铝溶胶为齐鲁石化催化剂厂生产的工业产品，Al₂O₃含量为21.5重％。水玻璃为齐鲁石化催化剂厂生产的工业产品，SiO₂含量28.9重％，Na₂O含量8.9％。高岭土为苏州高岭土公司生产的裂化催化剂专用高岭土，固含量78重％。

ZRP-5沸石为齐鲁石化催化剂厂生产的常规MFI结构沸石的工业产品，其中P₂O₅ 2.5重％，结晶度85重％，硅铝比50。丝光沸石为南开大学催化剂厂生产的工业产品，其中结晶度90重％，硅铝比12。斜发沸石为南开大学催化剂厂生产的工业产品，其中结晶度90重％，硅铝比8。

实施例1～19说明本发明提供的催化裂化助剂的制备。

                          实施例1

取1.84公斤(干基)A₁、1.11公斤(干基)丝光沸石、0.47公斤(干基)斜发沸石和0.98公斤(干基)拟薄水铝石(工业级，山东铝厂生产，固含量60重％)，加入7.2公斤脱阳离子水和2.79公斤铝溶胶(齐鲁石化催化剂厂生产，固含量21.5重％)打浆120分钟，搅拌下加入浓度为36重％的盐酸，盐酸的用量使得浆液的PH值3.0。将混合物继续打浆45分种。然后将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时，制得含36.8重％A1、22.12重％丝光沸石、9.48重％斜发沸石和31.6重％Al₂O₃的微球。

取所得微球产物1公斤(干基)，加入10升脱阳离子水和100克磷酸氢二铵，搅拌下升温至60℃并反应20分钟后，真空过滤、干燥，然后于500℃下焙烧2小时，制得含35重％A₁，21重％丝光沸石、9重％斜发沸石和30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₁。

                          实施例2

将3.5公斤(干基)丝光沸石和1.5公斤(干基)斜发沸石搅拌下用1.5升含0.97公斤磷酸氢二铵的水溶液进行饱和浸渍，静置12小时，烘干后于550℃下焙烧2小时，得到磷改性且磷含量为10重％(以P₂O₅计)的丝光沸石和斜发沸石的混合物。

按实施例1的方法制备助剂，不同是沸石用同样重量的上述磷改性的沸石混合物取代，制得含35重％A₁，18.9重％丝光沸石、8.1重％斜发沸石和30重％Al₂O₃，以及8重％磷添加剂的助剂ZJ₂。

                          实施例3

取1.94公斤(干基)A₁、1.11公斤(干基)天然沸石(产自新疆吉木萨尔县天然沸石矿，经酸洗和铵处理，其中丝光沸石和斜发沸石的重量比例为70∶30，性质见表1)和1.34公斤(干基)拟薄水铝石，加入7.2公斤脱阳离子水和2.79公斤铝溶胶打浆120分钟，搅拌下加入浓度为36重％的盐酸，盐酸的用量使得浆液的PH值3.0。将混合物继续打浆45分种，然后将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时，制得含38.9重％A₁、22.2重％天然沸石和38.9重％Al₂O₃的微球。

取所得微球产物1公斤(干基)，加入10升脱阳离子水和210克磷酸氢二铵，搅拌下升温至60℃，在此温度下反应20分钟后，将浆液真空过滤、干燥，然后于500℃下焙烧2小时，制得含35重％A₁、20重％天然沸石、35重％Al₂O₃和10重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₃。

                          实施例4

磷铝溶胶制备：将1.05公斤拟薄水铝石(干基)与3.35公斤去阳离子水打浆30分钟，搅拌下往浆液中加入4.9公斤浓磷酸(化学纯，含磷酸85重％)，升温至70℃，然后在此温度下反应45分钟，即制得无色透明的磷铝溶胶。其中P₂O₅ 30.6重量％，Al₂O₃ 10.5重量％，PH＝1.7。

取1.75公斤(干基)A₁、1.4公斤(干基)丝光沸石、0.6公斤(干基)斜发沸石，加入4.2公斤脱阳离子水和3.48公斤铝溶胶打浆120分钟，然后往混合浆液中加入1.22公斤磷铝溶胶，搅拌均匀后，将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时，制得含35重％A₁、28重％丝光沸石、12重％斜发沸石、17.5重％Al₂O₃和7.5重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₄。

                          实施例5

取ZJ₄助剂1公斤(干基)，加入10升脱阳离子水和157克磷酸氢二铵，搅拌下升温至60℃，在此温度下反应20分钟后，将浆液真空过滤、干燥，然后于500℃下焙烧2小时，制得含32.38重％A₁、26重％丝光沸石、11重％斜发沸石、16.2重％Al₂O₃和14.42重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₅。

                          实施例6

取1.75公斤(干基)A₁沸石、1.05公斤(干基)丝光沸石、0.45公斤(干基)斜发沸石和4.33公斤水玻璃(齐鲁石化催化剂厂生产，SiO₂含量28.9重％，Na₂O含量8.9％)，加入5公斤脱阳离子水打浆120分钟，搅拌下加入浓度为36重％的盐酸，盐酸的用量使得浆液的PH值3.0。将混合物继续打浆45分种，然后往混合浆液中加入1.22公斤磷铝溶胶，搅拌均匀后，将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时。

取上述焙烧后的微球1公斤(干基)，加入10升脱阳离子水和100克氯化铵，搅拌下升温至60℃，在此温度下洗涤20分钟后，将浆液真空过滤。按以上相同的方法将滤饼重新洗涤一次，于120℃温度下烘干，制得含35重％A₁沸石、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、2.5重％Al₂O₃、25重％SiO₂和7.5重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₆。

                          实施例7

取2.25公斤(干基)A₁、0.7公斤(干基)丝光沸石、0.3公斤(干基)斜发沸石，加入4.2公斤脱阳离子水和5.8公斤铝溶胶打浆120分钟，然后往混合浆液中加入1.22公斤磷铝溶胶，搅拌均匀后，将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时，制得含45重％A₁、14重％丝光沸石、6重％斜发沸石、27.5重％Al₂O₃和7.5重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₇。

                          实施例8

取1.05公斤(干基)A₁、1.66公斤(干基)丝光沸石、0.71公斤(干基)斜发沸石和0.98公斤(干基)拟薄水铝石，加入7.2公斤脱阳离子水和2.79公斤铝溶胶(齐鲁石化催化剂厂生产，固含量21.5重％)打浆120分钟，搅拌下加入浓度为36重％的盐酸，盐酸的用量使得浆液的PH值3.0。将混合物继续打浆45分种。然后将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时，制得含21.05重％A₁、33.16重％丝光沸石、14.21重％斜发沸石和31.58重％Al₂O₃的微球。

取所得微球产物1公斤(干基)，加入10升脱阳离子水和100克磷酸氢二铵，搅拌下升温至60℃并反应20分钟后，真空过滤、干燥，然后于500℃下焙烧2小时，制得含20重％A₁、31.5重％丝光沸石、13.5重％斜发沸石、30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂(以P₂O₅计)的助剂ZJ₈。

                          实施例9

按实施例1的方法制备助剂，不同是丝光沸石用量为0.8公斤、斜发沸石用量为0.8公斤，制得含35重％A₁、15重％丝光沸石、15重％斜发沸石、30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₉。

                          实施例10

按实施例1的方法制备助剂，不同是用1.32公斤A₂代替A₁，丝光沸石用量为1.05公斤、斜发沸石用量为1.05公斤，制得含25重％A₂、20重％丝光沸石、20重％斜发沸石、30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₀。

                          实施例11

按实施例1的方法制备助剂，不同是用2.11公斤A₃代替A₁，丝光沸石用量为1.18公斤、斜发沸石用量为0.39公斤，制得含40重％A₃、22.5重％丝光沸石、7.5重％斜发沸石、25重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₁。

                          实施例12

按实施例3的方法制备助剂，不同是用2.22公斤A₄代替A₁，用0.67公斤丝光沸石和0.17公斤斜发沸石代替天然沸石，制得含40重％A₄、12重％丝光沸石、3重％斜发沸石、35重％Al₂O₃和10重％磷添加剂的助剂ZJ₁₂。

                          实施例13

按实施例1的方法制备助剂，不同是用1.58公斤A₅代替A₁，丝光沸石用量为1.11公斤、斜发沸石用量为0.47公斤，制得含30重％A₅、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、35重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₃。

                          实施例14

按实施例4的方法制备助剂，不同是用1.5公斤A₆代替A₁，丝光沸石用量为1.05公斤、斜发沸石用量为0.45公斤，制得含30重％A₆、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、35重％Al₂O₃和7.5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₄。

                          实施例15

按实施例3的方法制备助剂，不同是用1.39公斤A₇代替A₁，用1.17公斤丝光沸石和0.5公斤斜发沸石代替天然沸石，制得含25重％A₇、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、35重％Al₂O₃和10重％磷添加剂的助剂ZJ₁₅。

                          实施例16

按实施例1的方法制备助剂，不同是用1.58公斤A₈代替A₁，丝光沸石用量为1.11公斤、斜发沸石用量为0.47公斤，制得含30重％A₈、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、35重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₆。

                          实施例17

按实施例1的方法制备助剂，不同是用1.84公斤A₃代替A₁，丝光沸石用量为1.11公斤、斜发沸石用量为0.47公斤，制得含35重％A₃、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₇。

                          实施例18

按实施例1的方法制备助剂，不同是用1.84公斤A₆代替A₁，丝光沸石用量为1.11公斤、斜发沸石用量为0.47公斤，制得含35重％A₆、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₈。

                          实施例19

按实施例1的方法制备助剂，不同是用1.84公斤A₈代替A₁，丝光沸石用量为1.11公斤、斜发沸石用量为0.47公斤，制得含35重％A₈、21重％丝光沸石、9重％斜发沸石、30重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的助剂ZJ₁₉。

                          对比例1

本对比例说明仅含有改性ZSM-5分子筛(样品A₁)的参比助剂的制备。

取1.75公斤(干基)A₁、1.5公斤(干基)高岭土(苏州高岭土公司生产，固含量78重％)和1.15公斤(干基)拟薄水铝石(工业级，山东铝厂生产，固含量60重％)，加入7.2公斤脱阳离子水和2.79公斤铝溶胶(齐鲁石化催化剂厂生产，固含量21.5重％)打浆120分钟，搅拌下加入浓度为36重％的盐酸，盐酸的用量使得浆液的PH值3.0。将混合物继续打浆45分种。然后将得到的浆液在入口温度500℃，尾气温度180℃的条件下进行喷雾干燥，得到平均颗粒直径为65微米的微球。将微球于500℃下焙烧1小时，制得含35重％A₁、，30重％高岭土和35重％Al₂O₃的参比助剂CB₁。

                          对比例2

本对比例说明含有改性ZSM-5分子筛(样品A₁)和磷添加剂的参比助剂的制备。

按实施例1的方法制备助剂，不同是用同样重量的高岭土(苏州高岭土公司生产，固含量78重％)取代丝光沸石和斜发沸石，制得含35重％A₁，30重％高岭土和30重％Al₂O₃，以及5重％的磷添加剂的参比助剂CB₂。

                          对比例3

本实施例说明ZRP-5沸石作为活性组分的参比助剂及其制备。

按对比例1的方法制备助剂，不同是用同样重量的ZRP-5沸石(齐鲁石化催化剂厂生产的常规MFI结构沸石工业产品，其中P₂O₅ 2.5重％，硅铝比50)取代A1，制得含35重％ZRP-5沸石，30重％高岭土和35重％Al₂O₃的参比助剂CB₃。

                          对比例4

本实施例说明ZRP-5沸石作为活性组分并有磷添加剂的参比助剂及其制备。

按对比例2的方法制备助剂，不同是用同样重量的ZRP-5沸石取代A₁，制得含35重％ZRP-5沸石，30重％高岭土和35重％Al₂O₃和5重％磷添加剂的参比助剂CB₄。

                          对比例5

本对比例说明含改性ZSM-5分子筛(样品A₁)和丝光沸石的参比助剂的制备。

按对比例1的方法制备助剂，不同的是用相同重量的丝光沸石代替高岭土，制得含35重％A₁、，30重％丝光沸石和35重％Al₂O₃的参比助剂CB₅。

                          对比例6

本对比例说明含改性ZSM-5分子筛(样品A₁)和斜发沸石的参比助剂的制备。

按对比例1的方法制备助剂，不同的是用相同重量的斜发沸石代替高岭土，制得含35重％A₁、，30重％斜发沸石和35重％Al₂O₃的参比助剂CB₆。

                          实施例20～38

下面的实施例以固定流化床反应器为例，说明本发明提供的催化裂化助剂的反应效果。

分别将30克ZJ₁-ZJ₁₉在800℃、100％水蒸气气氛条件下进行8小时的老化处理。取不同量的经老化处理的ZJ₁-ZJ₈与不同量的工业FCC平衡催化剂(工业牌号为MLC-500的FCC平衡催化剂，主要性质见表2)进行混合。将催化剂混合物装入小型固定流化床反应装置的反应器中，对表3所示原料油油进行催化裂化(原料油性质见表3)。表4、表5和表6给出了所用催化剂混合物组成，反应条件和反应结果。

                          对比例7～13

这些对比例以固定流化床反应器为例，说明使用参比助剂的反应效果。

按实施例20中的方法对同样的原料油进行催化裂化，不同的是所用催化剂分别为100％工业FCC平衡催化剂以及CB₁～CB₆与工业FCC平衡催化剂的混合物。表4所用含对比助剂的催化剂混合物的组成，反应条件和反应结果。

表2

项目	工业平衡催化剂MLC-500
		金属含量，ppmNi/VFe/SbCa	9386/16656503/26731714
微活指数	60

表3

原料油名称	管输蜡油掺渣油
		密度(20℃)，克/厘米3粘度(100℃)，毫米2/秒凝固点，℃残炭，重量％	0.907010.41403.1
元素组成，重量％C/HS/N	86.39/12.530.8/0.29
		四组分，重量％饱和烃芳烃胶质沥青质	56.824.218.20.8
金属含量，ppmV/NiFe/CuNa馏程，℃初馏点/5％10％/20％30％/40％50％/60％70％/80％	0.8/7.07.8/0.12.6241/309343/387413/432450/466493/535

从表4可以看出，与参比助剂相比，本发明提供的催化助剂，不仅能有效地增加催化裂化液化气产率，提高催化裂化汽油的辛烷值，同时还能显著提高催化裂化液化气中的丙烯浓度。

表4

实施例编号	对比例7	对比例8	对比例9	对比例10	对比例11	对比例12	对比例13	20	21
										催化剂	100％平衡剂	10％CB1+90％平衡剂	10％CB2+90％平衡剂	10％CB3+90％平衡剂	10％CB4+90％平衡剂	10％CB5+90％平衡剂	10％CB6+90％平衡剂	10％ZJ1+90％平衡剂	10％ZJ2+90％平衡剂
反应温度，℃	500	500	500	500	500	500	500	500	500
										空速，小时-1	16	16	16	16	16	16	16	16	16
剂油重量比	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92
										水蒸气(对原料油)，重％	0	0	0	0	0	0	0	0	0
产率，重％
										干气	1.60	1.60	1.55	1.70	1.56	1.50	1.51	1.58	1.52
液化气	18.04	21.03	20.85	21.37	20.76	21.56	20.83	22.04	21.94
										C5 +汽油	43.13	39.88	39.39	39.55	39.78	39.95	39.84	40.01	38.90
柴油	17.17	17.04	17.97	17.10	17.11	17.17	17.67	16.96	17.72
										重油	13.61	14.34	14.38	13.77	14.60	13.40	13.88	13.83	14.50
焦炭	6.45	6.12	5.87	6.51	6.19	6.42	6.27	5.58	5.42
										转化率，重％	69.23	68.62	67.65	69.13	68.30	69.43	67.65	69.21	67.77
液收，重％	78.34	77.95	78.21	78.02	77.65	78.68	78.21	79.02	78.57
										丙烯，重％	5.07	6.65	7.12	6.45	6.67	6.88	6.58	7.77	7.81
丙烯/液化气	28.13	31.64	34.18	30.16	32.12	31.89	31.58	35.26	35.61
										汽油组成，重％
烷烃	33.59	30.56	31.06	29.69	29.78	29.61	31.16	28.56	27.99
										烯烃	23.89	24.54	24.64	25.4	24.93	25.48	24.54	25.17	25.45
环烷烃	8.26	8.26	8.45	8.2	8.50	8.25	8.43	8.27	8.00
										芳烃	34.08	36.38	35.6	36.48	36.44	36.43	35.62	37.68	38.29
RON(色谱法)	87.1	88.9	89.1	89.2	89.0	89.2	89.1	89.5	90.4
										MON(色谱法)	82.0	82.7	82.7	82.7	82.7	82.7	82.7	82.7	83.0

表5

实施例编号	22	23	24	25	26	27	28	29
									催化剂	10％ZJ3+90％平衡剂	10％ZJ4+90％平衡剂	12％ZJ5+88％平衡剂	10％ZJ6+90％平衡剂	8％ZJ7+92％平衡剂	15％ZJ8+85％平衡剂	10％ZJ9+90％平衡剂	12％ZJ10+88％平衡剂
反应温度，℃	500	500	500	500	500	500	500	500
									重时空速，小时-1	16	16	16	16	16	16	16	16
剂油重量比	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92	5.92
									水蒸气(对原料油)，重％	0	0	0	0	0	0	0	0
物料平衡，重％
									干气	1.62	1.63	1.68	1.48	1.71	1.68	1.60	1.68
液化气	23.68	23.95	24.23	22.54	22.02	23.85	23.45	23.14
									C5 +汽油	38.51	37.96	37.35	40.60	40.07	38.13	38.30	38.14
柴油	17.03	17.46	16.79	17.40	16.91	17.49	17.12	17.45
									重油	13.73	12.94	13.94	12.46	13.53	12.84	13.92	14.06
焦炭	5.43	6.06	6.01	5.53	5.76	6.01	5.61	5.53
									转化率，重％	69.24	69.59	69.27	70.14	69.56	69.67	68.96	68.49
液收，重％	79.22	79.37	78.37	80.54	79.00	79.47	78.87	78.73
									丙烯，重％	8.41	8.40	8.61	7.95	7.71	8.55	8.28	8.15
丙烯/液化气	35.52	35.08	35.52	35.26	35.03	35.86	35.32	35.21
									汽油组成，重％
烷烃	26.62	29.65	27.07	31.66	25.98	29.35	26.52	31.18
									烯烃	25.08	24.66	25.88	24.54	26.07	24.96	25.18	24.82
环烷烃	8.25	8.13	8.3	8.45	7.54	8.12	8.01	8.64
									芳烃	38.00	37.33	38.49	35.10	40.15	37.34	38.24	35.11
RON-GC(色谱法)	89.7	89.1	90.0	89.1	90.6	89.2	89.6	89.2
									MON-GC(色谱法)	82.7	82.7	82.9	82.7	82.8	82.8	82.6	82.8

表6

实施例编号	30	31	32	33	34	35	36	37	38
										催化剂	4％ZJ11+96％平衡剂	6％ZJ12+90％平衡剂	15％ZJ13+85％平衡剂	10％ZJ14+90％平衡剂	12％ZJ15+88％平衡剂	10％ZJ16+90％平衡剂	10％ZJ17+90％平衡剂	10％ZJ18+90％平衡剂	8％ZJ19+92％平衡剂
反应温度，℃	520	500	520	490	510	490	500	520	510
										空速，小时-1	10	20	10	16	16	20	16	10	10
剂油重量比	5.92	7.0	5.92	6.5	5.0	5.92	5.92	4.5	6.5
										水蒸气(对原料油)，重％	5	5	5	5	10	10	10	10	10
										液化气	22.14	22.93	21.85	22.37	22.74	22.91	24.23	21.84	22.54
丙烯，重％	7.78	8.17	7.69	8.00	7.98	8.13	8.69	7.66	7.94
										丙烯/液化气	35.13	35.64	35.18	35.76	35.11	35.49	35.88	35.06	35.21
										汽油烯烃，重％	23.87	24.51	24.63	25.41	24.91	25.42	24.51	25.37	25.12
RON(色谱法)	89.6	88.9	89.2	89.2	89.4	89.3	89.3	89.4	90.1
										MON(色谱法)	82.5	82.8	82.6	82.7	82.8	82.6	82.7	82.6	82.9

从表5和表6也可以看出，本发明提供的催化助剂，不仅能有效地增加催化裂化液化气产率，提高催化裂化汽油的辛烷值，同时还能显著提高催化裂化液化气中的丙烯浓度。

Claims (8)

1.一种催化裂化助剂，该助剂按干基计，含有10～65重％的改性ZSM-5分子筛、15～60重％的沸石、15～70重％的无机氧化物粘结剂和2～25重％的磷添加剂，其中所说的改性ZSM-5分子筛经磷和选自Fe、Co或Ni之一的金属改性，其无水化学表达式，以氧化物计为(0～0.3)Na₂O·(0.5～5)Al₂O₃·(1.3～10)P₂O₅·(0.7～15)M_xO_y·(70～97)SiO₂，x表示M的原子数，y表示满足M氧化态所需的一个数；所说的两种沸石为重量比例为1∶99～99∶1的丝光沸石和斜发沸石；所说的粘结剂和磷添加剂均以氧化物计。

2.按照权利要求1的助剂，其组成为20～50重％的改性ZSM-5分子筛、20～40重％的沸石、20～50重％的无机氧化物粘结剂和5～15重％的磷添加剂。

3.按照权利要求1的助剂，其中改性ZSM-5分子筛的无水化学表达式，以氧化物计为(0～0.2)Na₂O·(0.9～3.5)Al₂O₃·(1.5～7)P₂O₅·(0.9～10)M₂O₃·(82～92)SiO₂。

4.按照权利要求1的助剂，其特征在于所述M为Fe。

5.按照权利要求1的助剂，所述的丝光沸石和斜发沸石的重量比例为30∶70～90∶10。

6.按照权利要求5的助剂，所述的重量比例为50∶50～80∶20。

7.按照权利要求1的助剂，所述无机氧化物粘结剂选自拟薄水铝石、铝溶胶、硅铝溶胶、水玻璃中和磷铝溶胶中的一种或几种的混合物。

8.按照权利要求7的助剂，所述无机氧化物粘结剂选自拟薄水铝石、铝溶胶和磷铝溶胶中的一种或几种的混合物。