TWI829749B - 含磷高矽分子篩及其製備方法和應用 - Google Patents
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Abstract
一種含磷高矽分子篩及其製備方法和應用,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩包含約86.5-99.8重量%的矽,約0.1-13.5重量%的鋁和約0.01-6重量%的磷,所述分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°。所述含磷高矽分子篩用於製備加氫裂化催化劑時表現出提高的在含氮物質存在下的加氫裂化活性。
Description
相關申請的交叉引用
本申請要求申請人於2018年10月26日向中國專利局提交的申請號為201811259943.0、名稱為“含磷高矽分子篩及其製備方法和應用”的專利申請的優先權,以及申請人於2018年10月26日向中國專利局提交的申請號為201811261400.2、名稱為“含高矽分子篩的加氫裂化催化劑及其製備方法和應用”的專利申請的優先權,上述專利申請的內容經此引用全文併入本文。
本申請涉及分子篩和加氫裂化的技術領域,具體涉及一種含磷高矽分子篩、包含它的加氫裂化催化劑,以及它們的製備方法和應用。
工業加氫裂化進料包括VGO等重質劣質餾分,含有大量的多環芳烴和環烷烴,以及大量含氮化合物。常規加氫裂化進料的氮品質百分數一般在0.1-0.2%之間。然而,煉油二次加工過程如焦化、溶劑脫瀝青等常常生成大量的含氮化合物,所得物料的氮含量常常超過0.3%,有些甚至到達0.6%,這使得在採用常規精製催化劑處理後,其氮含量難以脫除到常規分子篩型加氫裂化催化劑所能承受的10-100 ppm的水準。通常,採用弱酸性的無定型矽鋁或者含矽的氧化鋁來作為高氮含量加氫裂化催化劑的主要酸性組分。
現有技術通常採用矽氧化物和鋁氧化物的鹽溶液在低pH值下進行弱酸性矽鋁的合成,也有採用在氧化矽前體上接枝氧化鋁或者在氧化鋁前體上接枝氧化矽,並通過進一步反應形成矽鋁四面體,從而在樣品中產生酸性。
中國專利ZL97121663.0公開了一種特別適用於生產中間餾分油的加氫裂化催化劑,含有無定形氧化矽-氧化鋁組分、小孔氧化鋁粘合劑,至少一種第VIB族元素和至少一種第Ⅷ族元素,無定形氧化矽-氧化鋁的含量為30-60重量%,加氫金屬氧化物總含量為20-35重量%,餘量為小孔氧化鋁粘合劑,其特徵在於所述催化劑的比表面為150-300 m2
/g,孔容為0.25-0.50 mg/g,4-15 nm孔的分佈在60-90%,紅外酸度為0.30-0.50 mmol/g。
這些方法儘管可以產生具有一定酸性的材料,但在合成過程中,為了保持基體結構的穩定,所得產物中存在大量的非骨架六配位鋁,使得材料僅短程有序,很難做到長程有序。
本申請的目的是提供一種含磷高矽分子篩、包含它的加氫裂化催化劑,以及它們的製備方法和應用,該分子篩用於製備加氫裂化催化劑時表現出提高的在含氮物質存在下的加氫裂化活性。
為了實現上述目的,一方面,本申請提供了一種含磷高矽分子篩,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩包含約86.5-99.8重量%的矽,約0.1-13.5重量%的鋁和約0.01-6重量%的磷,
所述分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°,
較佳地,所述分子篩的孔容為約0.20-0.50 mL/g,比表面積為約250-670 m2
/g。
另一方面,本申請提供了一種製備含磷高矽分子篩的方法,該方法包括以下步驟:
a) 使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-8.0 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%,矽含量為約70-85重量%,鋁含量為約16.0-21.0重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水製成第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.3-4.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第一固體產物;
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水製成第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約0.8-2.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第二固體產物。
再一方面,本申請提供了根據本申請的含磷高矽分子篩在烴類原料的加氫裂化反應中的應用,包括使烴類原料與包括所述含磷高矽分子篩的加氫裂化催化劑接觸。
再一方面,本申請提供了一種加氫裂化催化劑,以催化劑的乾基重量為基準,該催化劑包括以乾基重量計為約45-90重量%的載體,以金屬氧化物計為約1-40重量%的第一金屬組分,和以金屬氧化物計為約1-15重量%的第二金屬組分;
所述載體包括含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物,所述含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物的重量比為約0.03:1至約20:1;
其中,所述第一金屬組分包含第VIB族金屬,所述第二金屬組分包含第VIII族金屬,且所述含磷高矽分子篩為根據本申請的含磷高矽分子篩。
再一方面,本申請提供了一種製備加氫裂化催化劑的方法,包括如下步驟:
將根據本申請的含磷高矽分子篩與耐熱無機氧化物混合製成載體;以及
使含有第一金屬前驅物和第二金屬前驅物的浸漬液與所述載體接觸進行浸漬。
再一方面,本申請提供了根據本申請的加氫裂化催化劑在烴類原料的加氫裂化反應中的應用,包括使烴類原料與所述加氫裂化催化劑接觸。
本申請採用含磷分子篩原料在特定條件下進行水熱處理和兩步酸洗處理,製得了具有新型結構特徵的含磷高矽分子篩。本申請的含磷高矽分子篩用於製備加氫裂化催化劑時表現出提高的在含氮物質存在下的加氫裂化活性。相應地,採用該含磷高矽分子篩製備的加氫裂化催化劑也具有改善的加氫裂化活性。
本申請的其他特徵和優點將在隨後的實施方式部分予以詳細說明。
以下結合附圖對本申請的實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的實施方式僅用於說明和解釋本申請,並不用於限制本申請。
在本文中所披露的任何具體數值(包括數值範圍的端點)都不限於該數值的精確值,而應當理解為還涵蓋了接近該精確值的值,例如在該精確值±5%範圍內的所有可能的數值。並且,對於所披露的數值範圍而言,在該範圍的端點值之間、端點值與範圍內的具體點值之間,以及各具體點值之間可以任意組合而得到一個或多個新的數值範圍,這些新的數值範圍也應被視為在本文中具體公開。
除非另有說明,本文所用的術語具有與本領域技術人員通常所理解的相同的含義,如果術語在本文中有定義,且其定義與本領域的通常理解不同,則以本文的定義為准。
在本申請中,物質的乾基重量是指該物質在600℃焙燒3小時得到的固體產物重量。本申請中,除了明確說明的內容之外,未提到的任何事宜或事項均直接適用本領域已知的那些而無需進行任何改變。而且,本文描述的任何實施方式均可以與本文描述的一種或多種其他實施方式自由結合,由此形成的技術方案或技術思想均視為本申請原始公開或原始記載的一部分,而不應被視為是本文未曾披露或預期過的新內容,除非本領域技術人員認為該結合明顯不合理。
在本文中提及的所有專利和非專利文獻,包括但不限於教科書和期刊文章等,均通過引用方式全文併入本文。
在第一方面,本申請提供了一種含磷高矽分子篩,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩包含約86.5-99.8重量%、較佳約90-99.8重量%的矽,約0.1-13.5重量%、較佳約0.1-9.0重量%的鋁和約0.01-6重量%、較佳約0.01-2.5重量%的磷。此外,任選地,所述分子篩還可以含有少量的鈉,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩的鈉含量可以為約0.01-1.0重量%,例如約0.01-0.6重量%。
在一較佳實施方式中,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述含磷高矽分子篩包含約90-99.8重量%的矽,約0.1-9.0重量%的鋁和約0.01-2.5重量%的磷。任選地,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩還可以含有約0.01-1.0重量%、例如約0.01-0.6重量%的鈉。
在進一步較佳的實施方式中,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述含磷高矽分子篩包含約95.0-99.0重量%的矽,約0.5-5.0重量%鋁和約0.1-1.0重量%的磷。任選地,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩還可以含有約0.01-0.6重量%的鈉。
在一較佳實施方式中,所述分子篩的孔容可以為約0.20-0.50 mL/g,較佳約0.30-0.45 mL/g,例如約0.33-0.42 mL/g;和/或,所述分子篩的比表面積可以為約250-670 m2
/g、較佳約260-600 m2
/g、例如約400-600 m2
/g。
在進一步較佳的實施方式中,所述分子篩的孔容為約0.20-0.50 mL/g,比表面積為約260-600 m2
/g。
根據本申請,所述分子篩具有與常規矽鋁材料不同的結構特徵。具體地,所述分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,較佳在約6.1-6.8°;第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,較佳在約10.2-10.7°;且第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°,較佳在約15.8-16.5°,其中衍射角位置是指XRD譜圖中衍射峰出峰最高值的2θ角數值。
在本申請中,表述第一、第二和第三強峰等中的序數詞“第一”、“第二”和“第三”等代表了按峰高確定的所述衍射峰的相對強弱次序,其中第一強峰代表XRD譜圖中峰高最高的衍射峰,第二強峰代表XRD譜圖中峰高第二高的衍射峰,第三強峰代表XRD譜圖中峰高第三高的衍射峰,以此類推。
本領域技術人員熟知的是,在採用X射線衍射(XRD)進行物質結構解析時,通常可以通過波長和衍射角計算出D值(晶面間距),並根據最強的三個衍射峰(即本申請中的第一強峰、第二強峰和第三強峰)特徵進行物相初步鑒定。上述三強峰的概念還可以參考文獻《多相催化劑的研究方法》,尹元根主編,北京:化學工業出版社,1988,第140-170頁。
在一較佳實施方式中,所述分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
可以為約3.0-11.0,例如約4.0-10.5或約4.6-10.1;I2
/I23.5-24.5°
可以為約2.5-8.0,例如約2.9-7.0或約3.0-6.4;I3
/I23.5-24.5°
可以為約1.0-4.5、例如約1.5-4.0或約2.1-3.8;其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
在進一步較佳的實施方式中,所述分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
可以為約3.0-11.0,I2
/I23.5-24.5°
可以為約2.9-7.0,I3
/I23.5-24.5°
可以為約1.0-4.0,其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
在某些更進一步較佳的實施方式中,所述分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
可以為約4.0-10.5,I2
/I23.5-24.5°
可以為約2.9-7.0,I3
/I23.5-24.5°
可以為約1.5-4.0,其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
在某些進一步較佳的實施方式中,所述分子篩的XRD譜圖中具有至少五個衍射峰,其中第四強峰的衍射角位置可以在約20.4-21.6°,較佳在約20.8-21.4°,第五強峰的衍射角位置可以在約11.8-12.8°,較佳在約12.1-12.6°。
在更進一步較佳的實施方式中,I4
/I23.5-24.5°
可以為約1.0-4.0,例如約1.1-3.0或約1.2-2.3,I5
/I23.5-24.5°
可以為約1.0-2.0、例如約1.0-1.6或約1.0-1.2,其中I4
為所述第四強峰的峰高,I5
為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。所述第四強峰、第五強峰的概念可以依據對上述三強峰的介紹進行理解,此處不再贅述。
在某些更進一步較佳的實施方式中,I4
/I23.5-24.5°
可以為約1.1-3.0,I5
/I23.5-24.5°
可以為約1.0-1.6,其中I4
為所述第四強峰的峰高,I5
為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
本申請的含磷高矽分子篩用於製備加氫裂化催化劑時表現出了提高的在含氮物質存在下的加氫裂化活性。
在第二方面,本申請提供了製備含磷高矽分子篩的方法,該方法包括以下步驟:
a) 使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-8.0 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%,矽含量為約70-85重量%,鋁含量為約16.0-21.0重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水製成第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.3-4.0、較佳約2.5-4.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第一固體產物;以及
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水製成第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約0.8-2.0、較佳約1.0-2.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第二固體產物。
在一較佳實施方式中,所述製備含磷高矽分子篩的方法包括以下步驟:
a) 使含磷分子篩原料在約400-650℃,例如約560℃的溫度,約0.5-5 MPa、例如約0.8 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約1-7 h、例如約3 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-6重量%、例如約1.37重量%,鈉含量為約0.5-3.0重量%、例如約1.44重量%,矽含量為約70-80重量%、例如約76.7重量%,鋁含量為約18.0-21.0重量%、例如約20.5重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水製成第一漿液,將該第一漿液加熱至約50-85℃、例如約80℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.5-3.5、例如約2.8,然後恆溫反應約1-10 h、例如約4 h,收集第一固體產物;以及
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水製成第二漿液,將該第二漿液加熱至約50-85℃、例如約80℃,然後保持溫度並向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為較佳約1.0-1.8、例如約1.4,然後恆溫反應約1-10 h、例如約3 h,收集第二固體產物。
根據本申請,在某些實施方式中,步驟a)中,所述含磷分子篩原料指含磷的分子篩。本申請採用含磷分子篩原料,分子篩骨架外的磷鋁物種能夠提高分子篩的骨架穩定性,從而進一步提高分子篩的性能。所述含磷分子篩原料可具有八面沸石分子篩結構,較佳為含磷的Y型分子篩,其晶胞常數可以為約2.425-2.47 nm、例如約2.456 nm,比表面積可以為約250-750 m2
/g、例如約672 m2
/g,孔容可以為約0.2-0.95 mL/g、例如約0.357 mL/g。
進一步地,所述Y型分子篩的具體選擇可以在很大範圍內變化,只要使得所述含磷分子篩原料滿足上述條件即可。例如,所述Y型分子篩可以選自NaY、HNaY(氫Y型分子篩)、REY(稀土Y型分子篩)、USY(超穩Y型分子篩)等。所述含磷的Y型分子篩的陽離子位可以被鈉離子、銨離子和氫離子中的一種或多種所佔據;或者也可以是,在所述分子篩引入磷之前或之後,通過常規的離子交換,使其中的鈉離子、銨離子和氫離子的全部或部分被其它離子所替代。所述含磷分子篩原料可以是市售的商品,也可以採用任意的現有技術製備,例如,可以採用中國專利ZL00123139.1公開的製備USY的方法,或中國專利ZL200410071122.6公開的製備PUSY的方法等製備,本申請不再贅述。
根據本申請,步驟b)和步驟c)中的所述加水打漿的含義為本領域技術人員所熟知。在某些較佳實施方式中,步驟b)中,打漿後得到的所述第一漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例可以為約14:1至約5:1、例如約10:1;和/或步驟c)中,所述第二漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例可以為約0.5:1至約20:1、例如約10:1。
根據本申請,在某些較佳實施方式中,步驟b)中,所述第一漿液被加熱至約50-85℃、例如約80℃,然後保持溫度並連續向該第一漿液中加入第一酸溶液,直到加酸後的第一漿液的pH值達到所需大小時停止。根據含磷分子篩原料性質的不同以及步驟a)的所述水熱處理條件的改變,所述第一酸溶液的加入量可以在很大範圍內變化。本領域技術人員可以理解的是,所述第一酸溶液的加入量只要使加酸後的第一漿液的pH值滿足上述合適的範圍,則均是合意的。所述第一酸溶液的加入速度沒有特別的限制,可以在較大範圍內變化。
根據本申請,在某些較佳實施方式中,步驟b)中,所述加入第一酸溶液的操作可以進行多次(例如1-5次),每次加酸後均可恆溫反應一段時間再繼續進行下一次的加酸,直到加酸後的第一漿液的pH值達到需要的範圍。所述第一酸溶液的酸濃度可以為約0.1-15.0 mol/L,較佳約0.1-5.0 mol/L、例如約2.0 mol/L,pH值可以為約0.01-3。所述第一酸溶液中的酸可以為常規的無機酸和/或有機酸,例如可以為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種,較佳選自硫酸和硝酸。
根據本申請,在某些較佳實施方式中,步驟c)中,所述第二漿液被加熱至約50-85℃、例如約80℃,然後保持溫度並連續向該第二漿液中加入第二酸溶液,直到加酸後的第二漿液的pH值達到需要大小時停止。加入所述第二酸溶液的方式可以為:以1L所述第二漿液為基準,以H+
計,按照約0.05-15 mol/h,較佳約0.05-10 mol/h,更較佳約2-8 mol/h、例如約5 mol/h的速度將所述第二酸溶液加入到所述第二漿液中。根據本申請,在步驟c)中採用較慢的加酸速度,能夠使脫鋁過程更為緩和,有利於提高分子篩的性能。
根據本申請,在某些較佳實施方式中,步驟c)中,所述加入第二酸溶液的操作可以進行多次(例如1-5次),每次加酸後均可恆溫反應一段時間再繼續進行下一次的加酸,直到加酸後的第二漿液的pH值達到需要的範圍。所述第二酸溶液的酸濃度可以為約0.1-15.0 mol/L,較佳約0.1-5.0 mol/L、例如約2.0 mol/L,pH值可以為約0.01-3。所述第二酸溶液中的酸可以為常規的無機酸和/或有機酸,例如可以為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種,較佳選自硫酸和硝酸。所述第二酸溶液與第一酸溶液的種類和濃度可以相同,也可以不同,較佳為相同的酸溶液。
根據本申請,在某些較佳實施方式中,所述方法可以進一步包括:收集所述第二固體產物,然後水洗、乾燥,得到所述含磷高矽分子篩。所述水洗和乾燥為製備分子篩的常規步驟,本申請沒有特別的限制。例如,所述乾燥可以採用烘箱、網帶、轉爐加熱等方法進行,乾燥的條件可以為:溫度約50-350℃,較佳約70-200℃、例如約180℃;時間約1-24 h,較佳約2-6 h、例如約3 h。
本申請採用含磷分子篩原料進行特定的水熱處理和兩步酸洗處理,能夠製得具有新型結構特徵的含磷高矽分子篩。
本申請所提供的含磷高矽分子篩可作為各種酸催化催化劑用於催化裂化、臨氫異構化、烷基化、加氫裂化等反應中,特別適用於對烴類原料進行加氫裂化,以生產具有較低沸點和較低分子量的烴類餾分。
因此,在協力廠商面,本申請提供了根據本申請的含磷高矽分子篩在烴類原料的加氫裂化反應中的應用,包括使烴類原料與包括所述含磷高矽分子篩的加氫裂化催化劑接觸。
根據本申請,所述烴類原料可以是各種重質礦物油或合成油,或它們的混合餾分油,如直餾瓦斯油(straight run gas oil)、減壓瓦斯油(vacuum gas oil)、脫金屬油(demetallized oils)、常壓渣油(atmospheric residue)、脫瀝青減壓渣油(deasphalted vacuum residue)、焦化餾出油(coker distillates)、催化裂化餾出油(cat craker distillates)、葉岩油(shale oil)、瀝青砂油(tar sand oil)、煤液化油(coal liquid)等。
特別地,基於本申請的含磷高矽分子篩的催化劑特別適用於重質和劣質餾分油的加氫裂化,以生產餾程為約149-371℃,尤其是餾程為約180-370℃的中間餾分油的加氫裂化過程。
根據本申請,所述的加氫裂化反應可以是在固定床、沸騰床、漿態床、懸浮床等常規設備中實施的加氫裂化反應中的一種或者多種。
根據本申請,基於本申請的含磷高矽分子篩的催化劑用於餾分油加氫裂化時,可在常規的加氫裂化工藝條件下使用。例如,所述加氫裂化反應的條件可為:反應溫度約200-650℃,較佳約300-510℃,反應壓力約3-24 MPa,較佳約4-15 MPa,液時空速約0.1-50h-1
,較佳約0.2-30h-1
,氫油體積比約100-5000。
在第四方面,本申請提供了一種加氫裂化催化劑,以催化劑的乾基重量為基準,該催化劑包含以乾基重量計為約45-90重量%、例如約60-90重量%的載體,以金屬氧化物計為約1-40重量%、例如約5-35重量%的第一金屬組分,和以金屬氧化物計為約1-15重量%、例如約2-12重量%的第二金屬組分。所述載體包含根據本申請的含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物,所述含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物的重量比為約0.03:1至約20:1、例如約0.05:1至約19:1;所述第一金屬組分包含第VIB族金屬;所述第二金屬組分包含第VIII族金屬。
根據本申請,使用所述耐熱無機氧化物能夠提高催化劑的強度,並改善和調解催化劑的物化性質,如可以改善催化劑的孔結構。在某些實施方式中,所述耐熱無機氧化物可以為加氫催化劑載體中常用的無機氧化物,例如氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化釷、氧化鈹、氧化硼和氧化鎘等。在本申請的較佳實施方式中,所述耐熱無機氧化物為氧化鋁,所述氧化鋁可以包括三水鋁石如水礦鋁(gibbsite)、三羥鋁石諾三水鋁石(bayeritenordstrandite),和一水鋁石如一水軟鋁石(boehmite、diaspor、pseudoboehmite)。
根據本申請,在較佳的實施方式中,所述第一金屬選自鉬組分、鎢組分和它們的任意組合;和/或,所述第二金屬組分選自鐵組分、鎳組分、鈷組分,和它們的任意組合。
在第五方面,本申請提供了製備本申請的加氫裂化催化劑的方法,該方法包括如下步驟:
i) 將根據本申請的含磷高矽分子篩與耐熱無機氧化物混合製成載體;以及
ii) 使含有第一金屬前驅物和第二金屬前驅物的浸漬液與所述載體接觸進行浸漬。
在本申請中,浸漬液與載體的接觸浸漬方式可採用本領域技術人員所公知的任意一種方法,例如中國專利ZL200810241082.3所公開的方法,其包括將第VIB族金屬組分、第VIII族金屬組分和有機添加劑負載到催化劑載體上。
所述載體的製備方法為本領域技術人員所熟知,本申請沒有特別的限制。例如,該方法可以包括:將根據本申請的含磷高矽分子篩與耐熱無機氧化物混合,然後成型並乾燥,得到所述載體。所述成型的方法可以採用常規的各種方法,如壓片成型、滾球成型或擠條成型等。
本申請對所述載體的形狀沒有特別的要求,可以是球形、條形、中空的條形、球形、塊狀等,條形載體可以是三葉草形、四葉草形等多葉草形以及它們的變形體。
根據本申請,在某些實施方式中,所述第一金屬前驅物為含有所述第一金屬的可溶於所述浸漬液中的化合物,包括但不限於第一金屬的無機酸、第一金屬的無機鹽、第一金屬的氧化物和第一金屬有機化合物中的至少一種;所述無機鹽可以為選自硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和氯化物中的至少一種;所述第一金屬有機化合物中的有機取代基可以為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基和烷基中的至少一種。例如,當所述第一金屬為鉬時,所述第一金屬前驅物可以為選自鉬酸、仲鉬酸、鉬酸鹽、仲鉬酸鹽和氧化鉬中的至少一種;當所述第一金屬為鎢時,所述第一金屬前驅物可以為選自鎢酸、偏鎢酸、乙基偏鎢酸、鎢酸鹽、偏鎢酸鹽和乙基偏鎢酸鹽中的至少一種。
根據本申請,在某些實施方式中,所述第二金屬前驅物為含有所述第二金屬的可溶於所述浸漬液中的化合物,包括但不限於第二金屬的無機酸、第二金屬的無機鹽、第二金屬的氧化物和第二金屬有機化合物中的至少一種;所述無機鹽可以為選自硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和氯化物中的至少一種;所述第二金屬有機化合物中的有機取代基可以為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基和烷基中的至少一種。
根據本申請,在某些實施方式中,所述浸漬液中還可以含有有機添加劑,所述有機添加劑的濃度可以為約2-300g/L。所述有機添加劑可以為含氧有機化合物和/或含氮有機化合物。具體地,所述含氧有機化合物可以為選自乙二醇、丙三醇、聚乙二醇(分子量可以為約200-1500)、二乙二醇、丁二醇、乙酸、馬來酸、草酸、氨基三乙酸、1,2-環己烷二胺四乙酸、檸檬酸、酒石酸和蘋果酸中的至少一種;所述含氮有機化合物可以為選自乙二胺、二亞乙基三胺、環己二胺四乙酸、氨基乙酸、次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸銨中的至少一種。
本申請的製備加氫裂化催化劑的方法中,對所述接觸浸漬的溫度沒有特別限制,可以是所用浸漬液所能達到的各種溫度。浸漬的時間也沒有特別限制,只要能使催化劑載體負載上所需量的金屬活性組分前驅物即可。一般情況下,浸漬溫度越高,浸漬液濃度越大,達到同樣浸漬量(即催化劑載體浸漬後與浸漬前的重量差)所需的時間越短;反之亦然。當所需的浸漬量和條件確定後,本領域技術人員根據本申請的教導很容易選擇合適的浸漬時間。
本申請對浸漬方法也沒有特別的要求,所述浸漬可以是飽和浸漬,也可以是過飽和浸漬。所述浸漬的環境沒有特別的限制,按照本領域中的常規方法可以在密封條件下,也可以在開放環境中進行,可以在浸漬過程中補充損失的水溶劑,也可以不補充。在浸漬過程中可以通入各種氣體,比如空氣、氮氣、水蒸汽等,也可以不通入任何新組分。
在某些實施方式中,本申請的製備加氫裂化催化劑的方法中,可以進一步包括將浸漬後得到的物料乾燥、焙燒的步驟,所述乾燥和焙燒為製備催化劑的常規步驟,本申請沒有特別的限制。例如,所述乾燥的條件可以為:溫度約80-350℃,較佳約100-300℃,時間約0.5-24 h,較佳約1-12 h。所述焙燒的條件可以為:溫度約350-600℃,較佳約400-550℃;時間約0.2-12 h,較佳約1-10 h。
本申請提供的加氫裂化催化劑可作為各種酸催化催化劑用於催化裂化、臨氫異構化、烷基化、加氫裂化等反應中,特別適用於對烴類原料進行加氫裂化,以生產具有較低沸點和較低分子量的烴類餾分。
因此,在第六方面,本申請提供了根據本申請的加氫裂化催化劑在烴類原料的加氫裂化反應中的應用,包括使烴類原料與所述加氫裂化催化劑接觸。
根據本申請,所述烴類原料可以是各種重質礦物油或合成油,或它們的混合餾分油,如直餾瓦斯油(straight run gas oil)、減壓瓦斯油(vacuum gas oil)、脫金屬油(demetallized oils)、常壓渣油(atmospheric residue)、脫瀝青減壓渣油(deasphalted vacuum residue)、焦化餾出油(coker distillates)、催化裂化餾出油(cat craker distillates)、葉岩油(shale oil)、瀝青砂油(tar sand oil)、煤液化油(coal liquid)等。
特別地,本申請提供的催化劑可適用於重質和劣質餾分油的加氫裂化,以生產餾程為約149-371℃,尤其是餾程為約180-370℃的中間餾分油的加氫裂化過程。
本申請提供的加氫裂化催化劑在應用於烴類原料的加氫裂化反應中時,較佳進一步包括在使用所述加氫裂化催化劑之前,在氫氣存在下,於約140-370℃的溫度下用硫、硫化氫或含硫原料對所述加氫裂化催化劑進行預硫化,這種預硫化可在反應器外進行,也可在反應器內原位硫化,以將所述催化劑轉化為硫化物型。
本申請提供的催化劑用於餾分油加氫裂化時,可在常規的加氫裂化工藝條件下使用。例如,所述加氫裂化反應的條件可以為:反應溫度約200-650℃,較佳約300-510℃;反應壓力約3-24 MPa,較佳約4-15 MPa;液時空速約0.1-50h-1
,較佳約0.2-30h-1
;氫油體積比約100-5000。
所述加氫裂化反應可以在任何足以使所述烴類原料在加氫反應條件下與所述催化劑接觸並反應的裝置中進行,所述裝置例如可以為固定床反應器、移動床反應器、沸騰床反應器或者漿態床反應器。
在較佳的實施方式中,本申請提供了以下的技術方案:
A1、一種含磷高矽分子篩,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩包含約90-99.8重量%的矽,約0.1-9.0重量%的鋁和約0.01-2.5重量%的磷,
所述分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°,
較佳地,所述分子篩的孔容為約0.20-0.50 mL/g,比表面積為約260-600 m2
/g。
A2、根據專案A1所述的含磷高矽分子篩,其中在所述分子篩的XRD譜圖中,第一強峰的衍射角位置在約6.1-6.8°,第二強峰的衍射角位置在約10.2-10.7°,第三強峰的衍射角位置在約15.8-16.5°。
A3、根據前述專案中任一項所述的含磷高矽分子篩,其中在所述分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
為約3.0-11.0,I2
/I23.5-24.5°
為約2.9-7.0,I3
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
A4、根據前述專案中任一項所述的含磷高矽分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中具有至少五個衍射峰,其中第四強峰的衍射角位置在約20.4-21.6°,第五強峰的衍射角位置在約11.8-12.8°。
A5、根據專案A4所述的含磷高矽分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中,第四強峰的衍射角位置在約20.8-21.4°,第五強峰的衍射角位置在約12.1-12.6°;和/或,
I4
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,I5
/I23.5-24.5°
為約1.0-2.0,其中I4
為所述第四強峰的峰高,I5
為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
A6、製備含磷高矽分子篩的方法,包括以下步驟:
a) 使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-8.0 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%,矽含量為約70-85重量%,鋁含量為約16.0-21.0重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水打漿,得到第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,較佳約50-85℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.5-4,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第一固體產物;以及
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水打漿,得到第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,較佳約50-85℃,然後保持溫度並向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約1.0-2.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第二固體產物。
A7、根據專案A6所述的方法,其中在步驟a)中,所述含磷分子篩原料為含磷的Y型分子篩,所述含磷的Y型分子篩的晶胞常數為約2.425-2.47 nm,比表面積為約250-750 m2
/g,孔容為約0.2-0.95 mL/g。
A8、根據專案A6或A7所述的方法,其中在步驟b)中,所述第一漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約14:1至約5:1。
A9、根據專案A6到A8中任一項所述的方法,其中在步驟c)中,所述第二漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約0.5:1至約20:1。
A10、根據專案A6到A9中任一項所述的方法,其中在步驟c)中,加入所述第二酸溶液的方式為:以1L所述第二漿液為基準,以H+
計,按照約0.05-15 mol/h,較佳約0.05-10 mol/h,更較佳約2-8 mol/h的速度將所述第二酸溶液加入到所述第二漿液中。
A11、根據專案A6到A10中任一項所述的方法,其中在步驟b)中,所述第一酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,較佳約0.1-5.0 mol/L,所述第一酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種,較佳選自硫酸和硝酸;和/或,
步驟c)中,所述第二酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,較佳約0.1-5.0 mol/L,所述第二酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種,較佳選自硫酸和硝酸。
A12、根據專案A6到A11中任一項所述的方法,進一步包括:收集所述第二固體產物,然後水洗、乾燥,得到所述含磷矽鋁分子篩的步驟;較佳地,所述乾燥的條件為:溫度約50-350℃,較佳約70-200℃;時間約1-24 h,較佳約2-6 h。
A13、通過專案A6到A12中任一項所述的方法製備得到的含磷高矽分子篩。
A14、根據專案A1-A5和A13中任一項所述的含磷高矽分子篩在烴類原料的加氫裂化反應中的應用。
A15、根據專案A14所述的應用,其中所述烴類原料為直餾瓦斯油、減壓瓦斯油、脫金屬油、常壓渣油、脫瀝青減壓渣油、焦化餾出油、催化裂化餾出油、葉岩油、瀝青砂油或煤液化油,或者它們中的兩種或更多種的組合;和/或,
所述加氫裂化反應的條件為:反應溫度約200-650℃,較佳約300-510℃;反應壓力約3-24 MPa,較佳約4-15 MPa;液時空速約0.1-50h-1
,較佳約0.2-30h-1
;氫油體積比約100-5000。
A16、一種加氫裂化催化劑,以催化劑的乾基重量為基準,該催化劑包括以乾基重量計約45-90重量%的載體,以金屬氧化物計約1-40重量%的第一金屬組分,和以金屬氧化物計約1-15重量%的第二金屬組分;
所述載體包括含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物,所述含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物的重量比為約0.03:1至約20:1;
其中,所述第一金屬組分包含第VIB族金屬;所述第二金屬組分包含第VIII族金屬;並且
以氧化物計並以分子篩的乾基重量為基準,所述含磷高矽分子篩包含約90-99.8重量%的矽,約0.1-9.0重量%的鋁和約0.01-2.5重量%的磷,所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°,較佳地,所述含磷高矽分子篩的孔容為約0.20-0.50 mL/g,比表面積為約260-600 m2
/g。
A17、根據專案A16所述的加氫裂化催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,第一強峰的衍射角位置在約6.1-6.8°,第二強峰的衍射角位置在約10.2-10.7°,第三強峰的衍射角位置在約15.8-16.5°。
A18、根據專案A16或A17所述的加氫裂化催化劑,其中在所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
為約3.0-11.0,I2
/I23.5-24.5°
為約2.9-7.0,I3
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
A19、根據專案A16到A18中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中在所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中具有至少五個衍射峰,其中第四強峰的衍射角位置在約20.4-21.6°,第五強峰的衍射角位置在約11.8-12.8°。
A20、根據專案A19所述的加氫裂化催化劑,其中在所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,第四強峰的衍射角位置在約20.8-21.4°,第五強峰的衍射角位置在約12.1-12.6°;和/或,
I4
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,I5
/I23.5-24.5°
為約1.0-2.0,其中I4
為所述第四強峰的峰高,I5
為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
A21、根據專案A16到A20中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中所述含磷高矽分子篩通過包括如下步驟的方法製備得到:
a) 使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-8.0 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%,矽含量為約70-85重量%,鋁含量為約16.0-21.0重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水打漿,得到第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,較佳約50-85℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.5-4,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第一固體產物;以及
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水打漿,得到第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,較佳約50-85℃,然後保持溫度並向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約1.0-2.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第二固體產物。
A22、根據專案A21所述的加氫裂化催化劑,其中在步驟a)中,所述含磷分子篩原料為含磷的Y型分子篩,所述含磷的Y型分子篩的晶胞常數為約2.425-2.47 nm,比表面積為約250-750 m2
/g,孔容為約0.2-0.95 mL/g。
A23、根據專案A21或A22所述的加氫裂化催化劑,其中在步驟b)中,所述第一漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約14:1至約5:1。
A24、根據專案A21到A23中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中在步驟c)中,所述第二漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約0.5:1至約20:1。
A25、根據專案A21到A24中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中在步驟c)中,加入所述第二酸溶液的方式為:以1L所述第二漿液為基準,以H+
計,按照約0.05-15 mol/h,較佳約0.05-10 mol/h,更較佳約2-8 mol/h的速度將所述第二酸溶液加入到所述第二漿液中。
A26、根據專案A21到A25中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中在步驟b)中,所述第一酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,較佳約0.1-5.0 mol/L,所述第一酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種,較佳選自硫酸和硝酸;和/或,
步驟c)中,所述第二酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,較佳約0.1-5.0 mol/L,所述第二酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種,較佳選自硫酸和硝酸。
A27、根據專案A21到A26中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的製備步驟進一步包括:收集所述第二固體產物,然後水洗、乾燥,得到所述含磷高矽分子篩的步驟;較佳地,所述乾燥的條件為:溫度約50-350℃,較佳約70-200℃;時間約1-24 h,較佳約2-6 h。
A28、根據專案A21到A27中任一項所述的加氫裂化催化劑,其中所述耐熱無機氧化物為氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化釷、氧化鈹、氧化硼或氧化鎘,或者它們中的兩種或更多種的組合;和/或,
所述第一金屬組分為鉬組分和/或鎢組分;所述第二金屬組分為鐵組分、鎳組分或鈷組分,或者它們中的兩種或更多種的組合。
A29、製備項目A16到A28中任一項所述的加氫裂化催化劑的方法,該方法包括:使含有第一金屬前驅物和第二金屬前驅物的浸漬液與載體接觸進行浸漬的步驟,其中所述載體包含所述含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物。
A30、根據專案A29所述的方法,進一步包括將所述含磷高矽分子篩與耐熱無機氧化物混合,然後成型、乾燥、焙燒,得到所述載體的步驟。
A31、根據專案A29或A30所述的方法,其中所述第一金屬前驅物為第一金屬的無機酸、第一金屬的無機鹽或第一金屬有機化合物;所述無機鹽為選自硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和氯化物中是至少一種;所述第一金屬有機化合物中的有機取代基為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基和烷基中的至少一種;和/或,
所述第二金屬前驅物為第二金屬的無機酸、第二金屬的無機鹽或第二金屬有機化合物;所述無機鹽為選自硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和氯化物中的至少一種;所述第二金屬有機化合物中的有機取代基為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基和烷基中的至少一種。
A32、根據專案A29到A31中任一項所述的方法,進一步包括將浸漬後得到的物料乾燥、焙燒的步驟;
較佳地,所述乾燥的條件為:溫度約80-350℃,較佳約100-300℃,時間約0.5-24 h,較佳約1-12 h;和/或,
較佳地,所述焙燒的條件為:溫度約350-600℃,較佳約400-550℃,時間約0.2-12 h,較佳約1-10 h。
A33、項目A16到A28中任一項所述的加氫裂化催化劑在烴類原料的加氫裂化反應中的應用。
A34、根據專案A33所述的應用,其中所述烴類原料為直餾瓦斯油、減壓瓦斯油、脫金屬油、常壓渣油、脫瀝青減壓渣油、焦化餾出油、催化裂化餾出油、葉岩油、瀝青砂油或煤液化油,或者它們中的兩種或更多種的組合;和/或,
所述加氫裂化反應的條件為:反應溫度約200-650℃,較佳約300-510℃;反應壓力約3-24 MPa,較佳約4-15 MPa;液時空速約0.1-50h-1
,較佳約0.2-30h-1
;氫油體積比約100-5000。
B1、一種含磷高矽分子篩,其特徵在於,所述分子篩的孔容為約0.20-0.50 mL/g,比表面積為約260-600 m2
/g,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩的矽含量為約90-99.8重量%,鋁含量為約0.1-9.0重量%,磷含量為約0.01-2.5重量%;
所述分子篩的XRD譜圖中,第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°。
B2、根據專案B1所述的分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中,第一強峰的衍射角位置在約6.1-6.8°,第二強峰的衍射角位置在約10.2-10.7°,第三強峰的衍射角位置在約15.8-16.5°。
B3、根據專案B1或B2所述的分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
為約3.0-11.0,I2
/I23.5-24.5°
為約2.9-7.0,I3
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
B4、根據專案B1或B2所述的分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中,第四強峰的衍射角位置在約20.4-21.6°,第五強峰的衍射角位置在約11.8-12.8°。
B5、根據專案B4所述的分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中,第四強峰的衍射角位置在約20.8-21.4°,第五強峰的衍射角位置在約12.1-12.6°;和/或,
I4
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,I5
/I23.5-24.5°
為約1.0-2.0,其中I4
為所述第四強峰的峰高,I5
為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
B6、一種製備項目B1到B5中任一項所述的含磷高矽分子篩的方法,包括以下步驟:
a) 使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-2 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水打漿,得到第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.5-4,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第一固體產物;
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水打漿,得到第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並連續向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約1.0-2.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第二固體產物。
B7、根據專案B6所述的方法,其中步驟a)中,所述含磷分子篩原料為含磷的Y型分子篩,所述含磷的Y型分子篩的晶胞常數為約2.425-2.47 nm,比表面積為約250-750 m2
/g,孔容為約0.2-0.95 mL/g。
B8、根據專案B6所述的方法,其中步驟b)中,所述第一漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約14:1至約5:1。
B9、根據專案B6所述的方法,其中步驟c)中,所述第二漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約0.5:1至約20:1。
B10、根據專案B6所述的方法,其中步驟c)中,加入所述第二酸溶液的方式為:以1L所述第二漿液為基準,以H+
計,按照約0.05-10 mol/h的速度將所述第二酸溶液加入到所述第二漿液中。
B11、根據專案B6所述的方法,其中步驟b)中,所述第一酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,所述第一酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種;和/或,
步驟c)中,所述第二酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,所述第二酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種。
B12、根據專案B6所述的方法,其中該方法還包括:收集所述第二固體產物,然後水洗、乾燥,得到含磷矽鋁分子篩;和/或,所述乾燥的條件為:溫度為約50-350℃,較佳為約70-200℃;時間為約1-24 h,較佳為約2-6 h。
B13、一種項目B1到B5中任一項所述的含磷高矽分子篩在烴類原料的加氫裂化反應中的應用。
B14、根據專案B13所述的應用,其中所述烴類原料為直餾瓦斯油、減壓瓦斯油、脫金屬油、常壓渣油、脫瀝青減壓渣油、焦化餾出油、催化裂化餾出油、葉岩油、瀝青砂油或煤液化油,或者它們中的兩種或三種的組合;和/或,
所述加氫裂化反應的條件為:反應溫度為約200-650℃,較佳為約300-510℃;反應壓力為約3-24 MPa,較佳為約4-15 MPa;液時空速為約0.1-50h-1
,較佳為約0.2- 30h-1
;氫油體積比為約100-5000。
C1、一種加氫裂化催化劑,其特徵在於,以催化劑的乾基重量為基準,該催化劑包括以乾基重量計的45-90重量%的載體,以金屬氧化物計的1-40重量%的第一金屬組分,和以金屬氧化物計的1-15重量%的第二金屬組分;
所述載體包括含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物,所述含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物的重量比為約0.03:1至約20:1;所述第一金屬組分為選自第VIB族金屬的金屬組分;所述第二金屬組分為選自第VIII族金屬的金屬組分;
所述含磷高矽分子篩的孔容為約0.20-0.50 mL/g,比表面積為約260-600 m2
/g,以氧化物計並以分子篩的乾基重量為基準,所述含磷高矽分子篩的矽含量為約90-99.8重量%,鋁含量為約0.1-9.0重量%,磷含量為約0.01-2.5重量%;所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°,第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°,第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°。
C2、根據專案C1所述的催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,第一強峰的衍射角位置在約6.1-6.8°,第二強峰的衍射角位置在約10.2-10.7°,第三強峰的衍射角位置在約15.8-16.5°。
C3、根據專案C1或C2所述的催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,I1
/I23.5-24.5°
為約3.0-11.0,I2
/I23.5-24.5°
為約2.9-7.0,I3
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,其中I1
為所述第一強峰的峰高,I2
為所述第二強峰的峰高,I3
為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
C4、根據專案C1或C2所述的催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,第四強峰的衍射角位置在約20.4-21.6°,第五強峰的衍射角位置在約11.8-12.8°。
C5、根據專案C4所述的催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的XRD譜圖中,第四強峰的衍射角位置在約20.8-21.4°,第五強峰的衍射角位置在約12.1-12.6°;和/或,
I4
/I23.5-24.5°
為約1.0-4.0,I5
/I23.5-24.5°
為約1.0-2.0,其中I4
為所述第四強峰的峰高,I5
為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°
為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
C6、根據專案C1或2所述的催化劑,其中所述含磷高矽分子篩通過包括如下步驟的方法製備得到:
a) 使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-2 MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10 h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%;
b) 將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水打漿,得到第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.5-4,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第一固體產物;
c) 將步驟b)得到的所述第一固體產物加水打漿,得到第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並連續向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約1.0-2.0,然後恆溫反應約0.5-20 h,收集第二固體產物。
C7、根據專案C6所述的催化劑,其中步驟a)中,所述含磷分子篩原料為含磷的Y型分子篩,所述含磷的Y型分子篩的晶胞常數為約2.425-2.47 nm,比表面積為約250-750 m2
/g,孔容為約0.2-0.95 mL/g。
C8、根據專案C6所述的催化劑,其中步驟b)中,所述第一漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約14:1至約5:1。
C9、根據專案C6所述的催化劑,其中步驟c)中,所述第二漿液中水的重量與含磷分子篩原料的乾基重量的比例為約0.5:1至約20:1。
C10、根據專案C6所述的催化劑,其中步驟c)中,加入所述第二酸溶液的方式為:以1L所述第二漿液為基準,以H+
計,按照約0.05-10摩爾/h的速度將所述第二酸溶液加入到所述第二漿液中。
C11、根據專案C6所述的催化劑,其中步驟b)中,所述第一酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,所述第一酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種;和/或,
步驟c)中,所述第二酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0 mol/L,所述第二酸溶液中的酸為選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種。
C12、根據專案C6所述的催化劑,其中所述含磷高矽分子篩的製備步驟還包括:收集所述第二固體產物,然後水洗、乾燥,得到含磷高矽分子篩;和/或,所述乾燥的條件為:溫度為約50-350℃,較佳為約70-200℃;時間為約1-24 h,較佳為約2-6 h。
C13、根據專案C1所述的催化劑,其中所述耐熱無機氧化物為氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化釷、氧化鈹、氧化硼或氧化鎘,或者它們中的兩種或三種的組合;和/或,
所述第一金屬組分為鉬組分和/或鎢組分;所述第二金屬組分為鐵組分、鎳組分或鈷組分,或者它們中的兩種或三種的組合。
C14、一種製備項目C1到C13中任一項所述的加氫裂化催化劑的方法,包括:使含有第一金屬前驅物和第二金屬前驅物的浸漬液與載體接觸進行浸漬。
C15、根據專案C14所述的方法,其中該方法還包括:將含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物混合,然後成型、乾燥、焙燒,得到所述載體。
C16、根據專案C14所述的方法,其中所述第一金屬前驅物為第一金屬的無機酸、第一金屬的無機鹽或第一金屬有機化合物;所述無機鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽或氯化物;所述第一金屬有機化合物中的有機取代基為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基、烷基中的至少一種;和/或,
所述第二金屬前驅物為第二金屬的無機酸、第二金屬的無機鹽或第二金屬有機化合物;所述無機鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽或氯化物;所述第二金屬有機化合物中的有機取代基為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基、烷基中的至少一種。
C17、根據專案C14所述的方法,其中該方法還包括將浸漬後得到的物料乾燥、焙燒的步驟;和/或,
所述乾燥的條件為:溫度為約80-350℃,時間為約0.5-24 h;和/或,
所述焙燒的條件為:溫度為約350-600℃,時間為約0.2-12 h。
C18、一種項目C1-13中任一項所述的加氫裂化催化劑在烴類原料的加氫裂化反應中的應用。
C19、根據專案C18所述的應用,其中所述烴類原料為直餾瓦斯油、減壓瓦斯油、脫金屬油、常壓渣油、脫瀝青減壓渣油、焦化餾出油、催化裂化餾出油、葉岩油、瀝青砂油或煤液化油,或者它們中的兩種或三種的組合;和/或,
所述加氫裂化反應的條件為:反應溫度為約200-650℃,較佳為約300-510℃;反應壓力為約3-24 MPa,較佳為約4-15 MPa;液時空速為約0.1-50h-1
,較佳為約0.2- 30h-1
;氫油體積比為約100-5000。
實施例
下面通過實施例對本申請做進一步的說明,但並不因此而限制本申請的內容。
儀器和方法
在以下實施例和對比例中,分子篩的孔容和比表面積採用美國Micromertics儀器公司的ASAP 2400型自動吸附儀,通過靜態低溫吸附容量法測定(按照國標GB/T5816-1995的方法),具體方法為:將待測分子篩在250℃、1.33 Pa下抽真空脫氣4 h,在-196℃下使其與作為吸附質的氮氣接觸,靜態吸附達到吸附平衡;由氮氣進氣量與吸附後殘存於氣相中的差值計算出吸附劑吸附氮氣的量,然後用BJH公式計算孔徑分佈,用BET公式計算比表面積和孔容。
分子篩的晶體結構採用德國西門子公司的D5005型X射線衍射儀測定,按照行業標準SH/T0339-92的方法。實驗條件為:Cu靶,kɑ輻射,固體探測器,管電壓40kV,管電流40mA,步進掃描,步幅0.02°,預製時間2s,掃描範圍5°-70°。衍射角位置是指衍射峰出峰最高值的2θ角數值。
分子篩的矽含量、鋁含量、磷含量和鈉含量採用日本理學電機工業株式會社的3271E型X射線螢光光譜儀測定,測定方法為:粉末樣品壓片成型,銠靶,鐳射電壓50kV,激光電流50mA,以閃爍計數器和正比計數器探測各元素譜線強度,用外標法對元素含量進行定量和半定量分析。
分子篩製備實施例
製備實施例1-2用於說明根據本申請的含磷高矽分子篩及其製備方法。
製備實施例1
取含磷分子篩(中國石化催化劑長嶺分公司生產的USY分子篩,晶胞常數為2.456 nm,比表面積為672 m2
/g,孔容為0.357 mL/g,Na2
O含量為1.44重量%,P2
O5
含量為1.37重量%、SiO2
含量為76.7重量%和Al2
O3
含量為20.5重量%)500g置入水熱釜中,通入100%水蒸汽,在560℃、0.8 MPa下進行水熱處理3h,隨後將經水熱處理的分子篩物料取出。
取上述經水熱處理的分子篩物料50g(乾基),加入500mL去離子水,攪拌打漿,得到第一漿液。將其升溫至80℃,加入2.0 mol/L的硫酸溶液,檢測加酸後的第一漿液的pH值為2.8時停止加酸,然後恆溫反應4 h,過濾,得到40g第一固體產物。
將上述第一固體產物加入400mL去離子水,攪拌打漿,得到第二漿液。將其升溫至80℃,以1L第二漿液為基準,以H+
計,按照5 mol/h的速度將2 mol/L的硫酸溶液加入到第二漿液中,檢測加酸後的第二漿液的pH值為1.4時停止加酸,然後恆溫反應3 h,過濾,收集第二固體產物。
將所得固體產物在180℃乾燥3 h,得到含磷高矽分子篩Y-1,其XRD譜圖如圖1所示。所得分子篩的XRD衍射峰位置列於表1,衍射峰峰高列於表2,其他性質列於表3。
製備實施例2
按照製備實施例1的方法製備含磷高矽分子篩,區別在於,加入第二酸溶液時,按照15 mol/h的速度加入。製備得到含磷高矽分子篩Y-2,其XRD譜圖如圖1所示。所得分子篩的XRD衍射峰位置列於表1,衍射峰峰高列於表2,其他性質列於表3。
製備對比例1-3用於說明非本申請的分子篩及其製備方法。
製備對比例1
參考中國專利ZL98117286.5的實施例1製備得到PSRY分子篩,記為分子篩DY-1,其XRD譜圖如圖1所示。所得分子篩的XRD衍射峰位置列於表1,衍射峰峰高列於表2,其他性質列於表3。
製備對比例2
取不含磷的HY分子篩(中石化催化劑長嶺分公司生產,商品名HY,晶胞常數為2.465 nm,比表面積為580 m2
/g,孔容為0.33 mL/g,Na2
O含量為0.3重量%,SiO2
含量為77.7重量%、Al2
O3
含量為22重量%)500g置入水熱釜中,通入100%水蒸汽,在500℃、2.0 MPa下進行水熱處理1h,隨後將經水熱處理的分子篩物料取出。
取上述經水熱處理的分子篩物料80g(乾基),加入500mL去離子水,攪拌打漿,得到第一漿液。將其升溫至80℃,加入1.0 mol/L的硫酸溶液,檢測加酸後的第一漿液pH值為3.0時停止加酸,然後恆溫反應約4 h,過濾,得到65g第一固體產物。
將上述第一固體產物加入600mL去離子水,攪拌打漿,得到第二漿液。將其升溫至80℃,以1L第二漿液為基準,以H+
計,按照2 mol/h的速度將1.0 mol/L的磷酸溶液加入到第二漿液中,檢測加酸後的第二漿液pH值為1.4時停止加酸,然後恆溫反應約3 h,過濾,收集第二固體產物。將所得固體產物在180℃乾燥3 h,得到含磷矽鋁分子篩DY-2,其XRD譜圖如圖1所示。所得分子篩的XRD衍射峰位置列於表1,衍射峰峰高列於表2,其他性質列於表3。
製備對比例3
取含磷分子篩(同實施例1)500g置入水熱釜中,通入100%水蒸汽,在560℃、0.8 MPa下進行水熱處理3h,隨後將經水熱處理的分子篩物料取出。
取上述經水熱處理的分子篩物料60g(乾基),加入500mL去離子水,攪拌打漿,得到第一漿液。將其升溫至90℃,加入2.0 mol/L的硫酸溶液,檢測加酸後的第一漿液pH值為2.5時停止加酸,然後恆溫反應約4 h,過濾,得到60g第一固體產物。將所得固體產物在180℃乾燥3 h,得到含磷矽鋁分子篩DY-3,其XRD譜圖如圖1所示。所得分子篩的XRD衍射峰位置列於表1,衍射峰峰高列於表2,其他性質列於表3。
表1 製備實施例1-2和製備對比例1-3所得分子篩的XRD衍射峰位置
表2 製備實施例1-2和製備對比例1-3所得分子篩的XRD衍射峰峰高
表3 製備實施例1-2和製備對比例1-3所得分子篩的其他性質
催化劑實施例
實施例1-6用於說明根據本申請的加氫裂化催化劑及其製備方法。對比例1-3用於說明非本申請的加氫裂化催化劑及其製備方法。
實施例1
將乾基計80g分子篩Y-1與28.8g擬薄水鋁石(中石化催化劑長嶺分公司,商品名PB90,乾基70重量%,其中乾基條件為將樣品在600℃焙燒3h後,所得樣品占初始樣品的重量比例,下同)混合,擠出成外接圓直徑為1.6毫米的三葉形條,120℃乾燥3 h,600℃溫度下焙燒3 h,得載體CS-1。
降溫至室溫後,取100g CS-1載體用含34.65g偏鎢酸銨(四川自貢硬質合金廠,氧化鎢含量為82重量%)和24.37g硝酸鎳(北京新光化學試劑廠,氧化鎳含量為27.85重量%)的70mL水溶液浸漬,120℃乾燥3 h,480℃焙燒4 h,得到加氫裂化催化劑,其組成見表4。
實施例2
按照實施例1的方法製備催化劑,區別在於,用分子篩Y-2替代分子篩Y-1。所得催化劑組成見表4。
實施例3
將乾基計95g分子篩Y-1與7.2g擬薄水鋁石混合,擠出成外接圓直徑為1.6毫米的三葉形條,120℃乾燥3 h,600℃溫度下焙燒3 h,得載體CS-3。
降溫至室溫後,取100g CS-3載體用含13.86g偏鎢酸銨和8.16g硝酸鎳的45mL水溶液浸漬,120℃乾燥3 h,480℃焙燒4 h,得到加氫裂化催化劑,其組成見表4。
實施例4
將乾基計5g分子篩 Y-1與135.7g擬薄水鋁石混合,擠出成外接圓直徑為1.6毫米的三葉形條,120℃乾燥3 h,600℃溫度下焙燒3 h,得載體CS-4。
降溫至室溫後,取100g CS-4載體用含74g偏鎢酸銨和43g硝酸鎳的70mL水溶液浸漬,120℃乾燥3 h,480℃焙燒4 h,得到加氫裂化催化劑,其組成見表4。
實施例5
將乾基計50g分子篩Y-1與乾基計10g二氧化鈦(北京化學試劑廠,純度99%)和57.1g擬薄水鋁石混合,擠出成外接圓直徑為1.6毫米的三葉形條,120℃乾燥3 h,600℃溫度下焙燒3 h,得載體CS-5。
降溫至室溫後,取100g CS-5載體用含69g偏鎢酸銨和17g硝酸鎳的80mL水溶液浸漬,120℃乾燥3 h,480℃焙燒4 h,得到加氫裂化催化劑,其組成見表4。
實施例6
將乾基計30g分子篩Y-1與160g矽溶膠(北京飛龍馬經貿有限公司,商品名JN-25,二氧化矽含量25%,二氧化矽顆粒直徑9-11 nm)和42.9g擬薄水鋁石(中石化催化劑長嶺分公司,商品名PB90,乾基70重量%)混合,擠出成外接圓直徑為1.6毫米的三葉形條,120℃乾燥3 h,600℃溫度下焙燒3 h,得載體CS-6。
降溫至室溫後,取100g CS-6載體用含29g三氧化鉬(洛陽金堆城鉬業,純度99.6%)、67g硝酸鈷(北京新光化學試劑廠,氧化鈷含量為27.85重量%)和11.8g磷酸(北京化學試劑廠,純度85%)的95mL水溶液浸漬,120℃乾燥3 h,480℃焙燒4 h,得到加氫裂化催化劑,其組成見表4。
對比例1-3
按照實施例1的方法製備催化劑,區別在於,分別用分子篩DY-1、DY-2和DY-3替代分子篩Y-1。所得催化劑組成見表4。
表4 實施例和對比例中得到的催化劑的性質
測試實施例
本測試實施例用於測試實施例1-3和對比例1-3的催化劑用於加氫裂化反應的催化活性。
以含5.61%四氫萘和0.29%吡啶的正辛烷為原料,在小型固定床加氫裂化裝置上評價催化劑的加氫裂化活性,催化劑裝量為0.2毫升,反應溫度為320℃,反應壓力為4.0 MPa,氫油體積比為3600,液時空速為30h-1
,反應進料穩定4h後,以產物組成中轉化的四氫萘百分比代表催化劑的活性,評價結果見表5。
表5 實施例1-3和對比例1-3的催化劑的測試結果
從表5的結果可以看出,在可比條件下,與包含非本申請的含磷矽鋁分子篩的催化劑相比,含有本申請提供的含磷高矽分子篩的催化劑在高含氮物質(如吡啶)存在下的加氫裂化催化活性提高了至少7%以上。
以上結合附圖詳細描述了本申請的較佳實施方式,但是,本申請並不限於上述實施方式中的具體細節,在本申請的技術構思範圍內,可以對本申請的技術方案進行多種簡單變型,這些簡單變型均屬於本申請的保護範圍。
另外需要說明的是,在上述實施方式中所描述的各個具體技術特徵,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合,為了避免不必要的重複,本申請對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本申請的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合,只要其不違背本申請的思想,其同樣應當視為本申請所公開的內容。
附圖是用來提供對本申請的進一步理解,並且構成說明書的一部分,與下面的實施方式一起用於解釋本申請,但並不構成對本申請的限制。在附圖中:
圖1所示為製備實施例1-2和製備對比例1-3製備的分子篩的XRD譜圖。
Claims (21)
- 一種含磷高矽分子篩,以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述分子篩包含約86.5-99.8重量%的矽,約0.1-13.5重量%的鋁和約0.01-6重量%的磷,所述分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約5.9-6.9°;第二強峰的衍射角位置在約10.0-11.0°;且第三強峰的衍射角位置在約15.6-16.7°。
- 根據申請專利範圍第1項所述的分子篩,其中以氧化物計並以所述分子篩的乾基重量為基準,所述含磷高矽分子篩包含約90-99.8重量%的矽,約0.1-9.0重量%的鋁和約0.01-2.5重量%的磷,所述分子篩的XRD譜圖中具有至少三個衍射峰,其中第一強峰的衍射角位置在約6.1-6.8°;第二強峰的衍射角位置在約10.2-10.7°;且第三強峰的衍射角位置在約15.8-16.5°。
- 根據申請專利範圍第1或2項所述的分子篩,其中所述分子篩的孔容為約0.20-0.50mL/g,比表面積為約250-670m2/g。
- 根據申請專利範圍第1或2項所述的分子篩,其中所述 分子篩的孔容為約0.30-0.45mL/g,比表面積為約260-600m2/g。
- 根據申請專利範圍第1或2項所述的分子篩,其中在所述分子篩的XRD譜圖中,I1/I23.5-24.5°為約3.0-11.0,I2/I23.5-24.5°為約2.9-7.0,且I3/I23.5-24.5°為約1.0-4.0,其中I1為所述第一強峰的峰高,I2為所述第二強峰的峰高,I3為所述第三強峰的峰高,I23.5-24.5°為衍射角位置在約23.5-24.5°的峰的峰高。
- 根據申請專利範圍第1或2項所述的分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中具有至少五個衍射峰,其中第四強峰的衍射角位置在約20.4-21.6°;且第五強峰的衍射角位置在約11.8-12.8°。
- 根據申請專利範圍第6項所述的分子篩,其中所述分子篩的XRD譜圖中具有至少五個衍射峰,其中第四強峰的衍射角位置在約20.8-21.4°;且第五強峰的衍射角位置在約12.1-12.6°。
- 根據申請專利範圍中第6項所述的分子篩,其中在所述分子篩的XRD譜圖中,I4/I23.5-24.5°為約1.0-4.0,且I5/I23.5-24.5°為約1.0-2.0,其中I4為所述第四強峰的峰高,I5為所述第五強峰的峰高,I23.5-24.5°為衍射角位置在約23.5- 24.5°的峰的峰高。
- 一種製備含磷高矽分子篩的方法,包括以下步驟:a)使含磷分子篩原料在約350-700℃的溫度,約0.1-8.0MPa的壓力和水蒸汽存在下進行水熱處理約0.5-10h,得到經水熱處理的分子篩物料;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子篩原料的磷含量為約0.1-15重量%,鈉含量為約0.5-4.5重量%,矽含量為約70-85重量%,鋁含量為約16.0-21.0重量%;b)將步驟a)得到的所述經水熱處理的分子篩物料加水製成第一漿液,將該第一漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第一漿液中加入第一酸溶液,所述第一酸溶液的加入量使所得的加酸後的第一漿液的pH值為約2.3-4.0,然後恆溫反應約0.5-20h,收集第一固體產物;以及c)將步驟b)得到的所述第一固體產物加水製成第二漿液,將該第二漿液加熱至約40-95℃,然後保持溫度並向該第二漿液中加入第二酸溶液,所述第二酸溶液的加入量使所得的加酸後的第二漿液的pH值為約0.8-2.0,然後恆溫反應約0.5-20h,收集第二固體產物。
- 根據申請專利範圍第9項所述的方法,其中:在步驟a)中,所述水熱處理在約400-650℃的溫度,約0.5-5MPa的壓力和水蒸汽存在下進行約1-7h;以氧化物計並以含磷分子篩原料的乾基重量為基準,所述含磷分子 篩原料的磷含量為約0.1-6重量%,鈉含量為約0.5-3.0重量%,矽含量為約70-80重量%,鋁含量為約18.0-21.0重量%;在步驟b)中,將該第一漿液加熱至約50-85℃,加酸後的第一漿液的pH值為約2.5-4.0,反應進行約1-10h;以及在步驟c)中,第二漿液加熱至約50-85℃,加酸後的第二漿液的pH值為約1.0-2.0,反應進行約1-10h。
- 根據申請專利範圍第9或10項所述的方法,其中步驟a)中,所述含磷分子篩原料為含磷的Y型分子篩,所述含磷的Y型分子篩的晶胞常數為約2.425-2.47nm,比表面積為約250-750m2/g,孔容為約0.2-0.95mL/g。
- 根據申請專利範圍第9或10項所述的方法,其中步驟b)中,所述第一漿液中水的重量與經水熱處理的分子篩物料的乾基重量的比例為約14:1至約5:1;和步驟c)中,所述第二漿液中水的重量與第一固體產物的乾基重量的比例為約0.5:1至約20:1。
- 根據申請專利範圍第9或10項所述的方法,其中步驟c)中,加入所述第二酸溶液的方式為:以1L所述第二漿液為基準,以H+計,按照約0.05-15mol/h的速度將所述第二酸溶液加入到所述第二漿液中。
- 根據申請專利範圍第9或10項所述的方法,其中步驟b)中,所述第一酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0mol/L,所述第一酸溶液中的酸選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種;和步驟c)中,所述第二酸溶液的酸濃度為約0.01-15.0mol/L,所述第二酸溶液中的酸選自磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、檸檬酸、酒石酸、甲酸和乙酸中的至少一種。
- 根據申請專利範圍第9或10項所述的方法,進一步包括:收集所述第二固體產物,然後水洗、乾燥,得到所述含磷高矽分子篩的步驟;所述乾燥的條件為:溫度約50-350℃;時間約1-24h。
- 一種加氫裂化催化劑,以催化劑的乾基重量為基準,該催化劑包含以乾基重量計約45-90重量%的載體,以金屬氧化物計約1-40重量%的第一金屬組分,和以金屬氧化物計約1-15重量%的第二金屬組分;所述載體包含含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物,所述含磷高矽分子篩和耐熱無機氧化物的重量比為約0.03:1至約20:1;其中,所述第一金屬組分包含第VIB族金屬,所述第二金屬組分包含第VIII族金屬,且所述含磷高矽分子篩為申請專利範圍第1-8項中任一項所述的含磷高矽分子篩或 者根據申請專利範圍第9-15項中任一項所述的方法製備的含磷高矽分子篩。
- 根據申請專利範圍第16項所述的加氫裂化催化劑,其中所述耐熱無機氧化物選自氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化釷、氧化鈹、氧化硼、氧化鎘,和它們的任意組合;所述第一金屬組分選自鉬組分、鎢組分和它們的任意組合;和所述第二金屬組分選自鐵組分、鎳組分、鈷組分,和它們的任意組合。
- 一種製備申請專利範圍第16或17項所述的加氫裂化催化劑的方法,包括如下步驟:i)將申請專利範圍第1-8項中任一項所述的含磷高矽分子篩或者申請專利範圍第9-15項中任一項所述的方法製備的含磷高矽分子篩與耐熱無機氧化物混合製成載體;以及ii)使含有第一金屬前驅物和第二金屬前驅物的浸漬液與所述載體接觸進行浸漬,所述第一金屬前驅物為第一金屬的無機酸、第一金屬的無機鹽、第一金屬的氧化物或第一金屬有機化合物;所述無機鹽為選自硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和氯化物中的至少一種;所述第一金 屬有機化合物中的有機取代基為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基和烷基中的至少一種;和所述第二金屬前驅物為第二金屬的無機酸、第二金屬的無機鹽、第二金屬的氧化物或第二金屬有機化合物;所述無機鹽為選自硝酸鹽、碳酸鹽、鹼式碳酸鹽、次磷酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和氯化物中的至少一種;所述第二金屬有機化合物中的有機取代基為選自羥基、羧基、胺基、酮基、醚基和烷基中的至少一種。
- 根據申請專利範圍第18項所述的方法,進一步包括將浸漬後得到的物料乾燥、焙燒的步驟;所述乾燥的條件為:溫度約80-350℃,時間約0.5-24h;和所述焙燒的條件為:溫度約350-600℃,時間約0.2-12h。
- 一種申請專利範圍第16或17項所述的加氫裂化催化劑或者根據申請專利範圍第18-19項中任一項所述的方法製備的加氫裂化催化劑在烴類原料的加氫裂化反應中的應用,包括使烴類原料與所述加氫裂化催化劑接觸。
- 根據申請專利範圍第20項所述的應用,其中所述烴類原料選自直餾瓦斯油、減壓瓦斯油、脫金屬油、常壓渣油、脫瀝青減壓渣油、焦化餾出油、催化裂化餾出油、葉 岩油、瀝青砂油、煤液化油,和它們的任意組合;和,所述加氫裂化反應的條件為:反應溫度約200-650℃;反應壓力約3-24MPa;液時空速約0.1-50h-1;氫油體積比約100-5000。
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