用于汽油催化转化的催化剂及其制备方法以及汽油催化转化的方法技术

本发明专利技术涉及石油化工领域，公开了一种用于汽油催化转化的催化剂及其制备方法以及汽油催化转化的方法，该催化剂包括天然矿物质、无机氧化物、复合氧化物固体酸和贵金属，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为15‑70wt％，无机氧化物的含量为5‑60wt％，复合氧化物固体酸的含量为10‑65wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1‑10wt％。所述汽油催化转化的方法包括：将汽油、二氧化碳以及任选的稀释气与上述催化剂接触反应。本发明专利技术提供的催化剂活性高，可以在很温和条件下实现汽油的催化转化和CO

【技术实现步骤摘要】
用于汽油催化转化的催化剂及其制备方法以及汽油催化转化的方法
本专利技术涉及石油化工领域，具体涉及一种用于汽油催化转化的催化剂及其制备方法以及汽油催化转化的方法。
技术介绍
低碳烯烃是必不可少的化工原料。低碳烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯。其中，乙烯主要用于生产聚乙烯、环氧乙烷、二氯乙烷等，丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等产品。近年来，低碳烯烃的需求量增长迅速，带动产能不断提高。目前，生产低碳烯烃的主要方式有蒸汽裂解、催化裂化、丙烷脱氢、MTO、催化重整等。其中，采用蒸汽裂解的方式来生产低碳烯烃其产物比例不能灵活调整，而且其反应温度高达840-860℃，能量消耗约占石化工业能耗的40％。因此，通过催化裂化来大量增产低碳烯烃是用来满足需求量增长的一条高效的途径，其中，石脑油等汽油馏分的催化裂化因为反应温度低、产物分布灵活易调、产物污染性小更环保等优点而非常有前途。但是，从目前的结果来看，仍需对工艺和催化剂的性能进行进一步的改善和提高。众所周知，CO2是一种重要的温室气体，其温室效应导致了一系列的问题，如土地沙漠化、病虫害加剧、气候变化、冰川融化等，因此，国际社会一致呼吁CO2减排。但另一方面，CO2还是一种廉价的、丰富的C1资源，它能够跟氢气进行反应，生成CO、甲醇、二甲醚、低碳烃、汽油等，还能与甲烷反应生成合成气，与乙烷生成乙烯等。但这些反应一般都需要在高压下进行，对反应条件的要求比较苛刻。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中汽油催化转化反应条件以及CO2利用条件苛刻的缺陷，提供一种用于汽油催化转化的催化剂及其制备方法以及汽油催化转化的方法。采用本专利技术提供的催化剂可以在很温和的条件下实现汽油的催化转化和CO2的有效利用，且使得产物(低碳烯烃)的产率进一步提高。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于汽油催化转化的催化剂，该催化剂包括天然矿物质、无机氧化物、复合氧化物固体酸和贵金属，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为15-70wt％，无机氧化物的含量为5-60wt％，复合氧化物固体酸的含量为10-65wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1-10wt％。优选地，所述复合氧化物固体酸选自氧化钨、氧化锆和氧化钼中的至少两种。本专利技术第二方面提供一种制备上述用于汽油催化转化的催化剂的方法，该方法包括：将贵金属盐和/或负载型贵金属、复合氧化物固体酸、天然矿物质、无机氧化物和/或无机氧化物前身物混合打浆、喷雾干燥，然后进行焙烧。本专利技术第三方面提供一种制备上述用于汽油催化转化的催化剂的方法，该方法包括：1)将贵金属负载到复合氧化物固体酸上，得到含贵金属的复合氧化物固体酸；2)将所述含贵金属的复合氧化物固体酸、天然矿物质和无机氧化物和/或无机氧化物前身物混合打浆、喷雾干燥，然后进行焙烧。本专利技术第四方面提供由上述的方法制得的用于汽油催化转化的催化剂。本专利技术第五方面提供一种汽油催化转化的方法，该方法包括：将汽油、二氧化碳与催化剂以及任选地稀释气接触反应，所述催化剂包括上述汽油催化转化的催化剂。本专利技术通过采用含有天然矿物质、无机氧化物、贵金属和复合氧化物固体酸的催化剂，可以在温和条件下实现汽油的催化转化。将本专利技术提供的催化剂用于汽油催化转化过程中，将汽油、二氧化碳、稀释气与催化剂接触反应，利用CO2的弱氧化性能，将其与汽油馏分的催化裂化/催化裂解/热裂解反应耦合，在常压范围内就能提高乙烯、丙烯和丁烯的产率。此外，本专利技术提供的汽油催化转化的方法还能够在温和条件下充分利用CO2资源，减少温室气体引起的问题，具有非常好的经济价值和工业应用价值。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供一种用于汽油催化转化的催化剂，该催化剂包括天然矿物质、无机氧化物、复合氧化物固体酸和贵金属，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为15-70wt％，无机氧化物的含量为5-60wt％，复合氧化物固体酸的含量为10-65wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1-10wt％。优选地，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为20-60wt％，无机氧化物的含量为10-55wt％，复合氧化物固体酸的含量为10-55wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1-5wt％。更优选地，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为30-55wt％、无机氧化物的含量为10-43wt％、复合氧化物固体酸的含量为25-40wt％，以元素计，贵金属的含量为1.2-4wt％。在本专利技术中，所述贵金属可以为本领域常规使用的各种贵金属，例如，所述贵金属可以选自Au、Pd和Rh中的一种或多种。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述复合氧化物固体酸选自过渡金属氧化物中的至少两种；优选地，所述复合氧化物固体酸选自氧化钨、氧化锆、氧化钼、氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化钒和氧化铌中的至少两种；优选地，所述复合氧化物固体酸选自氧化钨、氧化锆和氧化钼中的至少两种。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述复合氧化物固体酸包括氧化钨和氧化锆，或者所述复合氧化物固体酸包括氧化钼和氧化锆。进一步优选地，所述复合氧化物固体酸包括氧化钨和氧化锆，更进一步优选地，氧化钨和氧化锆的摩尔比为0.05-0.5：1，更优选为0.1-0.4：1。优选情况下，通过特定比例配合使用氧化钨和氧化锆更有利于提高目标产物的产率。进一步优选地，所述复合氧化物固体酸包括氧化钼和氧化锆，更进一步优选地，氧化钼和氧化锆的摩尔比为0.05-0.5：1，更优选为0.1-0.4：1。优选情况下，通过特定比例配合使用氧化钼和氧化锆更有利于提高目标产物的产率。在本专利技术中，所述复合氧化物固体酸可以通过商购得到，也可以按照本领域常规方法制备得到，本专利技术对此没有特别的限定。在本专利技术中，所述天然矿物质可以为本领域的常规选择，较优地，所述天然矿物质选自高岭土、蒙脱土、硅藻土、凸凹棒石、海泡石、埃洛石、水滑石、膨润土和累托土中的一种或多种；更优地，所述天然矿物质选自高岭土、埃洛石、累托土和蒙脱土中的一种或多种。在本专利技术中，所述无机氧化物可以为本领域的常规选择，优选地，所述无机氧化物选自氧化硅、氧化铝、氧化铝-氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、无定形硅铝、磷酸铝、氧化钨、氧化钼、氧化锡、氧化锌、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化钒和氧化铌中的一种或多种；更优选地，所述无机氧化物选自氧化铝、氧化硅和氧化铝-氧化硅中的一种或多种。在本专利技术中，优选地，所述催化剂中还含有助剂；所述助剂在催化剂中可以以氧化物的形式存在。所述助剂选自IIA族、IIIA族、IVA族、VA族、镧系元素、Y、Cr、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽油催化转化的催化剂，其特征在于，该催化剂包括天然矿物质、无机氧化物、复合氧化物固体酸和贵金属，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为15-70wt％，无机氧化物的含量为5-60wt％，复合氧化物固体酸的含量为10-65wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1-10wt％。/n

【技术特征摘要】
20191031 CN 20191105343661.一种用于汽油催化转化的催化剂，其特征在于，该催化剂包括天然矿物质、无机氧化物、复合氧化物固体酸和贵金属，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为15-70wt％，无机氧化物的含量为5-60wt％，复合氧化物固体酸的含量为10-65wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1-10wt％。


2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为20-60wt％，无机氧化物的含量为10-55wt％，复合氧化物固体酸的含量为10-55wt％，以元素计，贵金属的含量为0.1-5wt％；
优选地，以所述催化剂的总重量为基准，天然矿物质的含量为30-55wt％、无机氧化物的含量为10-43wt％、复合氧化物固体酸的含量为25-40wt％，以元素计，贵金属的含量为1.2-4wt％。


3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述贵金属选自Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir和Os中的一种或多种，优选选自Au、Pd和Rh中的一种或多种。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述复合氧化物固体酸选自过渡金属氧化物中的至少两种；
优选地，所述复合氧化物固体酸选自氧化钨、氧化锆、氧化钼、氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化钒和氧化铌中的至少两种；
优选地，所述复合氧化物固体酸选自氧化钨、氧化锆和氧化钼中的至少两种；
进一步优选地，所述复合氧化物固体酸包括氧化钨和氧化锆，更进一步优选地，氧化钨和氧化锆的摩尔比为0.05-0.5：1，更优选为0.1-0.4：1。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂，其中，所述天然矿物质选自高岭土、蒙脱土、硅藻土、凸凹棒石、海泡石、埃洛石、水滑石、膨润土和累托土中的一种或多种；
优选地，所述无机氧化物选自氧化硅、氧化铝、氧化铝-氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、无定形硅铝、磷酸铝、氧化钨、氧化钼、氧化锡、氧化锌、氧化铜、氧化镍、氧化钴、氧化钒和氧化铌中的一种或多种。


6.根据权要求1-5中任意一项所述的催化剂，其中，所述催化剂中还含有助剂，所述助剂选自IIA族、IIIA族、IVA族、VA族、镧系元素、Y、Cr、Mn、Re、Fe和Cd中的至少一种，优选选自Ca、Fe、Ga、In、Bi、La和Mn中的至少一种；
优选地，以所述催化剂的总重量为基准，以氧化物计，所述助剂的含量为0.5-9wt％。


7.一种制备权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽霞，周治，孙敏，林伟，田辉平，王鹏，
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