一种柴油加氢改质催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柴油加氢改质催化剂的制备方法。该方法包括载体的制备和加氢活性金属组分的负载，其中载体的制备方法是将β分子筛、大孔氧化铝和粘合剂机械混合、成型，然后干燥和焙烧，制成载体；其中β分子筛是采用特定的酸碱沉淀法制备无定形硅铝前驱物，然后加入水、硅源和模板剂，得到硅铝凝胶；经两步动态晶化，再经铵盐交换和脱模板剂处理，制得β分子筛。该加氢改质催化剂具有柴油产品收率高和产品质量好等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柴油加氢改质催化剂的制备方法，更具体地说是一种能够以劣质柴油为原料，生产具有高十六烷值、低凝点、较低密度等特点的柴油的含β 分子筛的柴油加氢改质催化剂的制备方法。
技术介绍
随着原油重质化、劣质化程度加剧，二次加工柴油馏分尤其是催化裂化柴油质量变差，另一方面，为提高轻质油收率，世界各国各炼油商纷纷提高催化裂化工艺的加工深度，进而导致催化裂化柴油的质量进一步变差。随着环保要求的日趋严格、柴油质量标准的不断升级，尤其是排放标准中欧Ⅳ、欧Ⅴ标准对柴油中的硫和芳烃含量、十六烷值、密度、T95等指标提出了更加严格的要求。另外，高寒地区或者冬季生活的人们来对柴油产品的低温流动性能比较重视，只有低凝点柴油产品才能够满足实际使用需求。冬季北方寒冷地区需要大量低凝柴油，柴油的低温流动性（凝点、冷滤点、倾点等）指标显得更为重要。目前，清洁柴油产品的生产技术主要有加氢精制和中压加氢改质等技术。加氢精制能有效降低改质柴油的硫含量，但在改善十六烷值和降低T95温度方面效果一般。中压加氢改质是在中压条件下将柴油适当裂解，改变催化裂化柴油烃类组成结构，达到改善柴油产品质量、生产满足苛刻柴油标准的清洁柴油产品的目的。当前中压柴油改质催化剂中所采用的裂化组分主要是改性的Y型分子筛，由于Y型分子筛具有十二元环的超笼结构，使得现有柴油改质催化剂的干气量大、柴油产品的收率低、十六烷值提高的幅度小、T95点回收小、凝点高及密度大等缺点。比如，CN1184843A和CN101463271A。CN1184843A公开了一种柴油加氢转化催化剂，该催化剂的组成为氧化铝40~80wt%、无定形硅铝0~20wt%、分子筛5~30wt%，所述的分子筛为孔容0.4~0.52mL/g，比表面积750~900m2/g，晶胞常数2.420~2.500nm，硅铝比为7~15的Y型分子筛。CN101463271A公开了一种劣质柴油加氢改质催化剂及其制备方法，主要是采用氧化硅-氧化铝、氧化铝和/或氧化铝的前身及Y型分子筛混合、成型和焙烧，之后在成型物种引入有效量的加氢金属。上述催化剂具有较高的脱硫和脱氮活性，但柴油产品的收率低、柴油的十六烷值提高的幅度小、凝点高及密度大等缺点。相对于Y 型分子筛，β分子筛具有三维十二元环孔结构，但没有像Y 型分子筛那样的超笼结构，其主要特点是两个4元环和四个5元环的双6元环单位晶穴结构，主孔道直径在0.56-0.75nm，β分子筛的孔道特点使得它在裂解反应中对链状烃选择性断裂具有很好的作用，并具有很强的异构性能，作为裂解组分可用于生产低凝点油馏分，在工业上得到了广泛的应用。US4847055公开了一种改进的合成β分子筛的方法，其中采用一种特殊硅源，以TEABr为模板剂，在晶种存在的条件下制备β分子筛。该硅源是由可溶性硅溶液在一定条件下加入沉淀剂制得。该方法模板剂的用量较大，而且极易产生丝光沸石和ZSM-5杂晶。只有当(TEA)2O/SiO2>0.14，即TEA+/SiO2>0.28时，才能减少杂晶的生成量。上述水热法合成β沸石需要大量昂贵的有机模板剂四乙基氢氧化铵，β分子筛合成的成本大部分源于模板剂，一般占70%左右。降低模板剂用量，从而降低β沸石合成成本，一直是该领域研究的热点。再者，β分子筛作为催化剂使用前必须将堵塞在沸石孔道中的有机模板剂脱除掉才能使其具有催化活性。常规脱除有机模板剂的方法是高温焙烧，由于高温焙烧就会破坏β分子筛的结构，使其结晶度下降，热稳定性和水热稳定性变差，而且有机模板剂用量越大，此破坏程度就越严重。而采用加入少量模板剂合成高硅铝比的β分子筛时，产品的结晶度会很低，热稳定性和水热稳定性较差。CN1351959A涉及一种分子筛的合成方法。首先按Al2O3：(30-150)SiO2：(5-20)(TEA)2O：(1-8.5)Na2O：(650-1200)H2O的摩尔配比制备硅铝胶A，按Al2O3：(20-80)SiO2：(5-15)Na2O：(350-1000)H2O的摩尔配比制备硅铝胶B，然后将硅铝胶A和硅铝胶B按1：10的重量比混合，搅拌均匀后转入压力釜中，密封后在100-200℃温度下，静态或10-150rpm转速下搅拌晶化15-150小时，最后产物经抽滤、洗涤和干燥得到β分子筛。虽然此合成方法能够将有机模板的用量降低至TEAOH/SiO2=0.05，但该方法制备的β分子筛硅铝比较低，而且β分子筛的特征峰有少量的杂峰，有杂晶生成。CN 1198404A提出了一种合成β分子筛的方法，采用由四乙基铵的卤化物、四乙基氢氧化铵及氟化物在碱性条件下形成的复合模板剂，使硅源、铝源及晶种反应晶化产生β分子筛。该方法虽然降低了模板剂用量，增加了β分子筛的产率，但是需要加入复合模板剂和晶种，而且硅铝比超过30以后，结晶度较低，热稳定性和水热稳定性较差。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种催化性能良好的柴油加氢改质催化剂的制备方法。该柴油加氢改质催化剂采用一种高硅铝比、高结晶度、大比表面积、稳定性好的β分子筛作为酸性组分，本专利技术催化剂具有柴油产品收率高和产品质量好等特点。本专利技术柴油加氢改质催化剂的制备方法，包括载体的制备和加氢活性金属组分的负载，其中载体的制备方法是将β分子筛、大孔氧化铝和粘合剂机械混合、成型，然后干燥和焙烧，制成催化剂载体；载体组成包括：β分子筛的含量为5～30wt%，大孔氧化铝的含量为20～65wt％，粘合剂的含量为15～50wt％；其中β分子筛制备方法包括：（1）、采用酸碱沉淀法制备无定形硅铝前驱物，所述无定形硅铝前驱物以二氧化硅和氧化铝的总重量为基准，硅以二氧化硅计的含量为40wt%～75wt%，优选为55wt%～70wt%；其制备过程包括酸碱中和成胶，老化，其中硅引入反应体系的方法是在含铝化合物中和成胶前和/或成胶过程中引入部分含硅化合物，剩余部分含硅化合物是在含铝化合物中和成胶后且在老化前引入；（2）、按Al2O3： SiO2： Na2O：H2O=1：(62~130)：(0.5～3.0) ：(100～500)、TEAOH/SiO2为0.010~0.095的总投料摩尔比，优选为SiO2/Al2O3为70~110、TEAOH/SiO2=0.020~0.080，在0～40℃快速搅拌的条件下向步骤（1）所得的无定形硅铝前驱物中加入水、硅源和模板剂，并控制pH值为9.5~12.0，搅拌均匀，得到硅铝凝胶，TEA为模板剂中的季胺碱阳离子；（3）、步骤（2）所得的硅铝凝胶经两步动态晶化，再经过滤，洗涤，制得Naβ型分子筛。（4）、所述Naβ型分子筛进行铵盐交换和脱模板剂处理，制得β分子筛。优选地，步骤（1）的无定形硅铝前驱物的制备方法采用常规的酸碱沉淀法，其中包括酸碱中和成胶，老化，其中酸碱中和成胶过程是酸性物料和碱性物料的中和反应过程。优选地，中和成胶过程可以采用酸性物料或碱性物料连续中和滴定的方式，或者采用酸性物料与碱性物料并流中和的方式。优选地，所述在含铝化合物与沉淀剂中和成胶前和/或成胶过程中引入部分含硅化合物的方式为：部分含硅化合物与所述含铝化合物和/或沉淀剂进行预混合，也可以将含硅化合物在含铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
种柴油加氢改质催化剂的制备方法，包括载体的制备和加氢活性金属组分的负载，其中载体的制备方法是将β分子筛、大孔氧化铝和粘合剂机械混合、成型，然后干燥和焙烧，制成催化剂载体；载体组成包括：β分子筛的含量为5～30wt%，大孔氧化铝的含量为20～65wt％，粘合剂的含量为15～50wt％；其特征在于：β分子筛采用如下方法制备：（1）、采用酸碱沉淀法制备无定形硅铝前驱物，所述无定形硅铝前驱物以二氧化硅和氧化铝的总重量为基准，硅以二氧化硅计的含量为40wt%～75wt%，优选为55wt%～70wt%；其制备过程包括酸碱中和成胶，老化，其中硅引入反应体系的方法是在含铝化合物与沉淀剂中和成胶前和/或成胶过程中引入部分含硅化合物，剩余部分含硅化合物是在含铝化合物与沉淀剂中和成胶后且在老化前引入；（2）、按Al2O3：SiO2：Na2O：H2O=1：(62~130)：(0.5～3.0) ：(100～500)、TEAOH/SiO2=0.010~0.095的总投料摩尔比，优选为SiO2/Al2O3为70~110、TEAOH/SiO2=0.020~0.080，在0～40℃快速搅拌的条件下向步骤（1）所得的无定形硅铝前驱物中加入水、硅源和模板剂，并控制pH值为9.5~12.0，搅拌均匀，得到硅铝凝胶，TEA 代表模板剂中的季胺碱阳离子；（3）、步骤（2）所得的硅铝凝胶经两步动态晶化，再经过滤，洗涤，制得Naβ型分子筛；（4）将步骤（3）所得的Naβ型分子筛进行铵盐交换和脱模板剂处理，制得β分子筛。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油加氢改质催化剂的制备方法，包括载体的制备和加氢活性金属组分的负载，其中载体的制备方法是将β分子筛、大孔氧化铝和粘合剂机械混合、成型，然后干燥和焙烧，制成催化剂载体；载体组成包括：β分子筛的含量为5～30wt%，大孔氧化铝的含量为20～65wt％，粘合剂的含量为15～50wt％；其特征在于：β分子筛采用如下方法制备：（1）、采用酸碱沉淀法制备无定形硅铝前驱物，所述无定形硅铝前驱物以二氧化硅和氧化铝的总重量为基准，硅以二氧化硅计的含量为40wt%～75wt%，优选为55wt%～70wt%；其制备过程包括酸碱中和成胶，老化，其中硅引入反应体系的方法是在含铝化合物与沉淀剂中和成胶前和/或成胶过程中引入部分含硅化合物，剩余部分含硅化合物是在含铝化合物与沉淀剂中和成胶后且在老化前引入；（2）、按Al2O3：SiO2：Na2O：H2O=1：(62~130)：(0.5～3.0) ：(100～500)、TEAOH/SiO2=0.010~0.095的总投料摩尔比，优选为SiO2/Al2O3为70~110、TEAOH/SiO2=0.020~0.080，在0～40℃快速搅拌的条件下向步骤（1）所得的无定形硅铝前驱物中加入水、硅源和模板剂，并控制pH值为9.5~12.0，搅拌均匀，得到硅铝凝胶，TEA 代表模板剂中的季胺碱阳离子；（3）、步骤（2）所得的硅铝凝胶经两步动态晶化，再经过滤，洗涤，制得Naβ型分子筛；（4）将步骤（3）所得的Naβ型分子筛进行铵盐交换和脱模板剂处理，制得β分子筛。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述在含铝化合物与沉淀剂中和成胶前和/或成胶过程中引入部分含硅化合物的方式为：所述部分含硅化合物与所述含铝化合物和/或沉淀剂进行预混合，或者将含硅化合物在含铝化合物中和成胶过程中单独加入反应体系中，或者是上述方法的结合。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，在所述含铝化合物中和成胶后且在老化前引入的含硅化合物以二氧化硅计占无定形硅铝前驱物中的硅以二氧化硅计的5wt%~85wt%，优选为30wt%~70wt%。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述含铝化合物选自Al2(SO4)3、AlCl3、Al(NO3)3溶液中的一种或多种，以A12O3质量计，所述含铝化合物的浓度为30～150g A12O3/L；沉淀剂选自氢氧化钠溶液、氨水、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、偏铝酸钠溶液中的一种或多种。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述含铝化合物为偏铝酸钠溶液，以A12O3质量计，所述偏铝酸钠溶液的浓度为40～100g A12O3/L，所述酸性沉淀剂为硝酸。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述含硅化合物选自水玻璃、硅溶胶和有机硅化合物中的一种或多种，所述有机硅化合物优选为硅醇、硅醚和硅氧烷中的一种或多种，以SiO2质量计，所述含硅化合物的浓度为40～200g SiO2/L。7.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于政敏，孙晓艳，樊宏飞，王继锋，
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抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11