一种用于重油加工的气化催化剂及其制备方法和应用技术

一种用于重油加工的气化催化剂及其制备方法和应用，所述的气化催化剂含有碱金属氧化物、含或不含碱土金属氧化物和余量的富镁镁铝尖晶石，其中，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量为15～40wt%；以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt%的氧化镁和55～72wt%的氧化铝，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量为5～20wt%。气化催化剂可与任一种重油接触裂化催化剂一起混合使用，气化催化剂占重油接触裂化－焦炭气化一体化过程接触剂混合物总重量的0.5～40wt%。该接触剂在使用过程中钾流失少，可以降低待生剂上焦炭的气化温度，起到节能的效果，同时具有捕钒的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于重油加工的气化催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及重油加工过程中的催化剂及其制备方法和应用，更具体地说，涉及一种重油接触裂化和气化再生工艺过程中的气化催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着全球经济的迅速发展，对能源的需求量日益增加，而石油资源经长期开发，重质化、劣质化程度不断增强。石油资源劣质、重质化和环保要求日益严格为炼油技术提出了新的挑战，重质油的高效绿色转化，一方面要求对原料油尽可能的“吃干榨净”，另一方面要符合环保要求。劣质重油非催化加工，包括延迟焦化、流化焦化、灵活焦化等日益受到重视。但是焦化工艺存在焦炭产率高、低品质焦炭难以利用的问题。延迟焦化过程产生大量低附加值的石油焦，石油焦产率约是康氏残炭的1.5倍，因此石油资源没有得到高效利用。埃克森公司开发的流化焦化和灵活焦化工艺焦炭产率为康氏残炭的1.1～1.3倍，产生的焦炭一部分燃烧提供系统热量，剩余部分采用空气或氧气、水蒸气等在高温（900℃左右）气化产生具有一定低热值煤气。该工艺一方面采用高温气化，能耗较高，另一方面所产煤气中CO和H2的含量比较低，热值较低，其附加值也很低。CN101757903A公开了一种兼具裂化和气化功能的含碱金属和碱土金属的催化剂，以催化剂总重量为基准，该催化剂含35～60wt%的拟薄水铝石，2～10wt%的铝溶胶，20～49.5wt%的高岭土，5～30wt%的氧化物计的碱金属和碱土金属。该催化剂具有烃油裂化产物分布和气化反应有效气体产率的优化作用。CN101898143A公布了一种劣质重油裂化气化催化剂，包括载体、粘结剂、气化活性组分和裂化活性组分，其中气化活性组分为碱金属和碱土金属，以催化剂总量为基准、氧化物计含量为2～30wt%，裂化活性组分为硅铝比在20～200之间的择形分子筛。该催化剂可以明显提高轻质油收率和焦炭气化反应速率。采用上述两种催化剂的重油裂化和气化方法中气化温度比较高，均需要在860℃进行气化反应。对于含碱金属的催化剂，在高温水热条件下，催化剂中碱金属的流失是比较严重的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种用于重油接触裂化和焦炭气化一体化工艺中的气化催化剂，以克服现有技术中气化温度过高，以及气化催化剂在使用过程中钾流失严重的问题。本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种用于重油接触裂化和焦炭气化一体化工艺中的气化催化剂的制备方法。本专利技术要解决的技术问题之三是提供一种采用较低的气化温度的重油接触裂化和焦炭气化一体化方法。一种用于重油加工的气化催化剂，含有碱金属氧化物、含或不含碱土金属氧化物和余量的富镁镁铝尖晶石，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量为15～40wt%；以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt%的氧化镁和55～72wt%的氧化铝，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量为5-20wt%。上述用于重油加工的气化催化剂的制备方法，包括：（1）在温度为30-80℃的条件下，氧化铝和/或氢氧化铝、去离子水和酸混合得到含铝酸解浆液，其中酸加入量使得加入氧化镁和/或氢氧化镁后，浆液的固含量为5～20%；（2）在步骤（1）得到的含铝酸解浆液中加入氧化镁和/或氢氧化镁，至少搅拌5分钟，氧化镁和/或氢氧化镁的加入量使得到的含镁铝尖晶石中含有28-45wt%的氧化镁；（3）将得到的浆液烘干成干料，在600～800℃条件下焙烧得到富镁镁铝尖晶石；（4）用含碱金属化合物，含或不含碱土金属化合物的溶液浸渍步骤（3）得到的富镁镁铝尖晶石，干燥、焙烧后得到气化催化剂。本专利技术提供的气化催化剂制备方法中，各组分的加入量使得满足，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，含有15～40wt%、优选15～25wt%的碱金属氧化物和碱土金属氧化物，和余量的富镁镁铝尖晶石，以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt%的氧化镁和55～72wt%的氧化铝，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量为5-20wt%。一种重油接触裂化和焦炭气化一体化方法，采用本专利技术提供的用于重油加工的气化催化剂和重油接触裂化催化剂的混合物作为接触剂，所述的气化催化剂占接触剂总重量的0.5～40wt%；所述方法包括以下步骤：（1）在接触裂化单元，重油原料与接触剂进行接触裂化反应，反应流出物分离后得到气体、汽油馏分、柴油馏分、蜡油馏分和带炭接触剂；（2）步骤（1）所得的带炭接触剂进入气化单元，接触剂上的炭和气化剂反应生成富含CO和H2的气体，富含CO和H2的气体经水煤气变换得到高纯氢气，接触剂上的炭部分气化后，得到半再生接触剂；（3）半再生接触剂返回步骤（1）中作为接触剂使用。优选地，还包括（4），步骤（2）所得的半再生接触剂在再生单元，在有氧气存在的条件下，接触剂上残留炭发生完全燃烧，得到完全再生接触剂，完全再生接触剂返回步骤（1）接触裂化单元。所述步骤（1）中的接触裂化单元的工艺条件为：反应温度为450～600℃，重时空速为1～100h-1，接触剂与劣质重油的质量比（剂油比）为1～20：1；所述步骤（2）气化单元的工艺条件为：水蒸气与重油的质量比（水油比）为0.1～0.5：1，带炭接触剂与气化催化剂的气化温度为550～730℃，反应压力为0.1MPa～1.0MPa，半再生接触剂的含炭量为≥0.5重量%。所述步骤（4）半再生接触剂的完全再生温度为600～750℃，步骤（4）优选通入含氧10v%～50v%的气体。步骤（4）完全再生后接触剂上焦炭含量低于0.2wt%。本专利技术提供的用于重油加工的气化催化剂及其制备方法和应用的有益效果为：与现有技术相比，本专利技术提供的用于重油加工的气化催化剂具有较大的孔径，富镁镁铝尖晶石上负载的碱金属活性组分具有较高的稳定性与催化活性，与裂化催化剂混合组成的接触剂在接触裂化气化一体化工艺过程中气化催化剂上碱金属流失较少，可以降低气化单元的焦炭气化温度，起到节能的效果，还具有捕钒剂的功能。具体实施方式以下详细说明本专利技术提供的用于重油加工的气化催化剂及其制备方法和应用的具体实施方式。一种用于重油加工的气化催化剂，含有碱金属氧化物、含或不含碱土金属氧化物和余量的富镁镁铝尖晶石，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量为15～40wt%；以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt%的氧化镁和55～72wt%的氧化铝，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量为5-20wt%。优选地，所述的气化催化剂中，碱土金属与碱金属的摩尔比为1：1～10，其中所述的碱土金属的量包括所述的碱土金属氧化物的量和所述的富镁镁铝尖晶石中游离氧化镁的量。优选地，所述的碱金属为钾，所述的碱土金属为镁。优选地，所述富镁镁铝尖晶石的最可几孔径为100～200埃，孔体积至少为0.2ml/g、更优选孔体积为0.2～0.4ml/g。一种用于重油加工的气化催化剂的制备方法，包括：（1）在温度为30-80℃的条件下，氧化铝和/或氢氧化铝、去离子水和酸混合得到含铝酸解浆液，其中酸加入量使得加入氧化镁和/或氢氧化镁后，浆液的固含量为5～20wt%；（2）在步骤（1）得到的含铝酸解浆液中加入氧化镁和/或氢氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重油加工的气化催化剂，其特征在于，所述的气化催化剂含有碱金属氧化物、含或不含碱土金属氧化物和余量的富镁镁铝尖晶石，其中，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量为15～40wt%；以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt%的氧化镁和55～72wt%的氧化铝，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量为5～20wt%。

【技术特征摘要】
1.一种用于重油加工的气化催化剂，其特征在于，所述的气化催化剂由碱金属氧化物、碱土金属氧化物和余量的富镁镁铝尖晶石组成，或者由碱金属氧化物和余量的富镁镁铝尖晶石组成，其中，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，碱金属氧化物和碱土金属氧化物的含量为15～40wt％；以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt％的氧化镁和55～72wt％的氧化铝，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量为5～20wt％。2.按照权利要求1的气化催化剂，其特征在于，所述的气化催化剂中，碱土金属与碱金属的摩尔比为1：1～10，其中所述的碱土金属的量包括所述的碱土金属氧化物的量和所述的富镁镁铝尖晶石中游离氧化镁的量。3.按照权利要求1的气化催化剂，其特征在于，所述的碱金属为钾，所述的碱土金属为镁。4.按照权利要求1、2或3的气化催化剂，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，含有15～25wt％的碱金属氧化物。5.按照权利要求1、2或3的气化催化剂，所述富镁镁铝尖晶石的最可几孔径为100～200埃，孔体积至少为0.2ml/g。6.按照权利要求5的气化催化剂，所述富镁镁铝尖晶石的孔体积为0.2～0.4ml/g。7.权利要求1～6中任一种气化催化剂的制备方法，其特征在于，包括：(1)在温度为30-80℃的条件下，氧化铝和/或氢氧化铝、去离子水和酸混合得到含铝酸解浆液，其中酸加入量使得加入氧化镁和/或氢氧化镁后，浆液的固含量为5～20wt％；(2)在步骤(1)得到的含铝酸解浆液中加入氧化镁和/或氢氧化镁，至少搅拌5分钟，氧化镁和/或氢氧化镁的加入量使得到的含镁铝尖晶石中含有28～45wt％的氧化镁；(3)将得到的浆液干燥制成干料，在600～800℃条件下焙烧得到富镁镁铝尖晶石；(4)用含碱金属化合物，含或不含碱土金属化合物的溶液浸渍步骤(3)得到的富镁镁铝尖晶石，干燥、焙烧后得到气化催化剂；各组分的加入量使得满足，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，含有15～40wt％的碱金属氧化物和碱土金属氧化物，和余量的富镁镁铝尖晶石；以富镁镁铝尖晶石总重量为基准，所述的富镁镁铝尖晶石中含有28～45wt％的氧化镁，55～72wt％的氧化铝。8.按照权利要求7的气化催化剂制备方法，其特征在于，各组分的加入量使得满足，以气化催化剂总重量为基准，以氧化物计，含有15～25wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子锋，张书红，王子军，李延军，申海平，任磊，朱玉霞，汪燮卿，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11