一种用于汽油非临氢改质的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于汽油非临氢改质的催化剂及其制备方法。该催化剂包括：主要由分子筛和粘结剂制成的载体；以及负载在所述载体上的非主族金属元素；所述分子筛的晶粒尺寸为300nm‑600nm，所述分子筛在所述载体中的重量百分比为5％‑85％。本发明专利技术用于汽油非临氢改质时，具有能同时提高脱硫率和辛烷值、汽油收率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽油非临氢改质的催化剂及其制备方法
本专利技术涉及汽油加工领域，具体而言，涉及一种用于汽油非临氢改质的催化剂及其制备方法。
技术介绍
超低硫含量和高辛烷值是评价高质量汽油的两个重要指标。一直以来，我国炼油企业催化重整、烷基化、醚化、异构化等装置的总加工能力较低，汽油组分来源相对单一，主要为催化裂化汽油，而催化裂化汽油中烯烃含量高，其烯烃体积分数为45％～50％，远高于35％的新配方汽油标准。烯烃化学性质活泼，一方面挥发后和大气中的NOx经太阳紫外线照射，会形成以臭氧为主的有毒化学烟雾，对大气造成严重污染；另一方面由于烯烃不稳定，易在发动机及其进气系统形成焦质和积炭，影响发动机的正常运转。然而降低汽油中烯烃的含量会导致汽油辛烷值的降低，因此在降低催化裂化汽油中烯烃含量的同时，保持或提高汽油辛烷值已成为目前汽油生产面临的首要问题。同时，随着人们对环保意识的增强，车用燃料油的清洁化备受关注。各国制定日益严格的汽车尾气排放标准，要求生产更环保的超低硫汽油。我国2014年已执行国Ⅳ标准汽油，并将在2017年起执行小于10μg·g-1的超低硫汽油国Ⅴ标准。国外正在开发或已经应用的汽油脱硫工艺主要有：IRVAD工艺、SARS工艺和S-Zorb工艺。其中，IRVAD工艺[IRVINERProcessfordesulfurizinggasolineandhydrocarbonfeedstocks:USP5730860[P].1998-03-24.]由Black&VeatchPritchardInc与AlconIndustrialChemicals联合开发，据称该工艺是从烃类中低成本脱除含硫或其他杂原子化合物的一项突破性技术，该技术采用多级流化床吸附方式，使用氧化铝基质固体吸附剂(粒径为0.4～1.6mm)，吸附剂在床层中所占体积分数为8％～16％，该吸附剂经过无机促进剂改性，提高了对极性氮和硫化物，包括硫醇、二硫化物、噻吩和腈类等的吸附容量，其脱硫率达90％以上，含氮化合物几乎全部脱除，该工艺整套装置包括公用工程系统在内的投资估算为10.4美元/(t.a)。SARS工艺系由美国宾夕法尼亚大学能源研究所开发的选择性吸附脱硫技术，可将液体燃料的硫含量减至1μg/g。这项仍处在实验室放大规模，该技术采用过渡金属或其化合物选择性吸附液体燃料中的硫。吸附在常温、常压下进行，吸附剂用溶剂洗涤法再生。该工艺使用基于过渡金属的吸附剂，负载于诸如MCM-41分子筛等多孔固体载体上。该吸附剂在饱和前，可净化10倍于其体积的燃料，一旦吸附饱和，可用极性溶剂将硫化物洗涤脱除而使吸附剂再生，吸附剂可以重复使用[MAXiaoliang，SUNLu，SONGChunshan.Anewapproachtodeepdesulfurizationofgasoline，dieselfuelandjetfuelbyselectiveadsorptionforultra-cleanfuelsandforfuelcellapplications[J].CatalysisToday，2002，77(1/2)：107-116.]。催化汽油吸附脱硫(S-Zorb)技术，是美国康菲公司(COP)在气相脱硫(Z-Sorb)技术基础上，研究开发的一种催化汽油或柴油脱硫工艺技术，也是第一种投入工业应用的吸附脱硫技术。该技术采用吸附反应工艺技术原理，可在辛烷值损失较小情况下，使汽油产品硫含量降至10μg/g以下。它组合了流化床反应器和连续再生技术，是目前工业化推广较好的吸附脱硫技术。S-Zorb工艺使用Phillips公司开发的专利吸附剂。2007年，中国石化独家买断了康菲公司的S-Zorb专利技术，从此开始全面负责该技术的后续研发、工程设计、面向全球的技术转让和技术服务等工作。S-Zorb技术与其他吸附脱硫技术相比具有以下特点：①辛烷值损失低；②体积损失少；③硫可脱到10μg/g以下；④无需传统加氢所消耗的氢气量，且氢气纯度要求不高，70％的氢气纯度也可运转；⑤运转费用少，运转周期长。综上可知，以上几种工艺虽然可以实现深度脱硫，但是或多或少会降低辛烷值。由此可见，迫切需要开发一种兼顾深度脱硫和提高辛烷值的技术。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种用于汽油非临氢改质的催化剂，所述催化剂用于汽油非临氢改质时，具有能同时提高脱硫率和辛烷值、汽油收率高等优点。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的用于汽油非临氢改质的催化剂的制备方法，所述的制备方法具有流程简单、金属利用率高、更易推广等优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种用于汽油非临氢改质的催化剂，包括：主要由分子筛和粘结剂制成的载体；以及负载在所述载体上的非主族金属元素；所述分子筛的晶粒尺寸为300nm-600nm，所述分子筛在所述载体中的重量百分比为5％-85％。与现有技术相比，本专利技术的区别在于采用中尺寸纳米的分子筛作为载体。分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子2nm以下的孔道和空腔体系，其以5％-85％的比例制成载体，并负载非主族金属元素后可以获得优异的催化性能，即用于汽油的非临氢改质时，在实现深度脱硫的情况下还能提高辛烷值，打破现有技术的局限性，实现了技术突破。更重要的是，本专利技术用于非临氢改质时汽油损失率仅在10％以下，工艺成本没有增加，甚至低于现有技术。经统计，上述催化剂用于固定床非临氢改质时，脱硫率可达到95％以上，辛烷值提高值可达到15以上。本专利技术对分子筛的孔道结构和组成没有任何限制，可以含有硅、铝元素中的任一种及组合或不含硅、铝成分，对分子筛的孔径也不做任何限定，而且分子筛本身具有均匀的微孔，孔径与一般分子大小相当。一般分子大小中所说的分子，包括所有已知的有机物和无机物，也包括这些有机物或无机物的聚集体。分子大小可以采用X射线衍射法测定，也可以采用计算机模拟的方式计算或估算。本专利技术提到的载体，其外形可以是条状、球状、锭状，也可以是环状、三叶状、蜂窝状、纤维状，甚至是微球状，对载体的外形，本专利技术不做任何限定。本专利技术提到的非主族元素包括元素周期表中副族元素和VIII族元素，包括常见的钛、铬、锰、铜、锌、铁、钴、镍、镓、镉等，也包括铂、铑、钯、钌、银、金等贵金属元素，本专利技术对非主族元素不做任何限定。可以是单独的一种，也可以是两种或多种元素同时存在，本专利技术对各元素在催化剂上的用量不做任何限定，对多种元素的之间的用量比例也不做任何限定。金属元素的负载量一方面受制备工艺的限制，一方面应实际需求而定，理论上，其负载量越高催化剂活性越高。另外，上述催化剂还可以进一步改进：优选地，所述分子筛为硅铝型分子筛，并且含有10元环或扭曲(即非平面)12元环，具有三维孔道结构。具备以上结构特征的分子筛的特点是：具有合适的孔径范围、三维孔道结构，孔容、比表面积、活性都较高。更优选为Pentasil分子筛、MFI族分子筛ZSM-5、MEL族分子筛ZSM-11、含有扭曲12元环的BEA族分子筛beta中的一种或多种。优选地，所述粘结剂为拟薄水铝石、田菁粉、高岭土、凹凸棒中的一种或多种，优选为拟薄水铝石。以上粘结剂除了具有粘结作用外，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽油非临氢改质的催化剂，其特征在于，包括：主要由分子筛和粘结剂制成的载体；以及负载在所述载体上的非主族金属元素；所述分子筛的晶粒尺寸为300nm‑600nm，所述分子筛在所述载体中的重量百分比为5％‑85％。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽油非临氢改质的催化剂，其特征在于，包括：主要由分子筛和粘结剂制成的载体；以及负载在所述载体上的非主族金属元素；所述非主族金属元素为VIII族或IIB族元素；所述分子筛的晶粒尺寸为350nm-380nm，所述分子筛在所述载体中的重量百分比为5％-85％；所述分子筛为硅铝型分子筛，并且含有10元环或扭曲12元环，并且具有三维孔道结构；所述分子筛为Pentasil分子筛、MFI族分子筛ZSM-5、MEL族分子筛ZSM-11、含有扭曲12元环的BEA族分子筛beta中的一种或多种；所述用于汽油非临氢改质的催化剂的制备方法，包括下列步骤：步骤A：按照配方，取所述载体的所有原料混合，并加入溶剂溶解，再采用混捏挤条法挤条，再依次经过烘干、焙烧，得到载体；步骤B：取含所述非主族金属元素的化合物，将其制成溶液，然后采用孔饱和法浸渍在所述载体上，再依次经过烘干、焙烧，得到催化剂；所述步骤A中烘干的条件为：在120-150℃下烘干5-6h，焙烧的条件为：在550-620℃下焙烧2.5-4h；所述步骤B中焙烧的条件为：在350-450℃下焙烧3-4h。2.根据权利要求1所述的用于汽油非临氢改质的催化剂，其特征在于，所述粘结剂为拟薄水铝石、田菁粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建明，温明，
申请(专利权)人：新疆恒晟能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65