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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油化工低碳烯烃生产,具体涉及一种适用于中间馏分油催化裂解的催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、乙烯、丙烯、丁二烯等低碳烯烃是石油化工基础的化工原料,随着石油化工行业的快速发展,对低碳烯烃特别是乙烯的需求持续增长,乙烯市场供需缺口较大。目前,乙烯的生产主要采用蒸汽裂解技术,但该技术需要在700℃-840℃的高温条件下对烃类进行热裂解,能耗巨大;并且在对诸如柴油、加氢裂化尾油、蜡油等环烷烃、芳烃含量较高的中间馏分油品进行裂解时,结焦现象严重,致使装置运行效率低、能耗进一步上升。催化裂解技术是在催化剂存在的条件下将烃类转化为乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃的技术。催化剂的存在使得催化裂解的反应温度为575℃-625℃,远远低于蒸汽裂解的反应温度。同时通过调变催化剂的理化性质,使得催化裂解技术具备原料适用范围宽、产物收率高、产物分布调变灵活等特点。由上可知,研究开发中间馏分油品催化裂解技术,有助于在缓解中间馏分油利用率低的问题的同时缓解乙烯市场供需缺口大的问题,具有着重要的应用前景。
2、催化剂作为催化裂解技术的核心,其决定着目的产物分布以及裂解工艺设计等诸多方面,有关催化剂设计制备的研究一直是催化裂解技术的研究热点,目前主流的催化裂解催化剂通常采用沸石分子筛作为催化剂的活性组分,利用沸石分子筛独特的孔结构以及酸性质可使催化剂获得较高的反应活性以及反应产物选择性。然而,中间馏分油品中一般含有分子量较高的直链烷烃、环烷烃和芳烃,其应用于催化裂解反应过程中时,一方面由于组分分子难以进入以酸性沸石分子筛为主活性组分
3、然而,目前研发的沸石分子筛催化剂普遍存在着诸多不足,例如制备方法复杂,例如由于制备过程需要使用碱、酸进行处理导致分子筛晶体结构破坏程度较高使得催化剂反应稳定性不佳,例如在混合成型过程中因颗粒分散不均导致团聚作用难以被有效控制,例如普适性差仅适用于个别中间馏分油催化裂解用于其他中间馏分油催化裂解时依旧因易发生结焦致使催化效率低,例如相对结晶度低导致反应过程中活性组分流失严重催化剂的使用寿命短,例如机械强度低致使重复利用性能差,例如原料分子以及中间产物分子在其中的扩散作用受到限制等等。
4、由此,目前仍旧需要研究能够有效抑制积碳前驱体生成、催化稳定性高、低碳烯烃收率高的中间馏分油催化裂解用催化剂。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的缺陷,本专利技术的第一目的在于提供一种用于中间馏分油催化裂解时抗积碳性能优异(即能够有效抑制积碳前驱体生成)、催化稳定性高、低碳烯烃收率高的催化剂的制备方法;本专利技术的第二目的在于提供一种用于中间馏分油催化裂解时抗积碳性能优异、催化稳定性高、低碳烯烃收率高的催化剂;本专利技术的第三目的在于提供上述催化剂在中间馏分油催化裂解中的应用。
2、为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案。
3、第一方面,本专利技术提供了一种催化剂的制备方法,其中,该制备方法包括:
4、将天然矿物质、无机粘结剂、有机硅联结剂、活性组分a和活性组分b混合后依次进行成型处理、焙烧处理得到所述催化剂;
5、其中,以催化剂的原料组成的总质量为100%计,天然矿物质的质量含量为15%-65%、无机粘结剂的质量含量为10%-40%、有机硅联结剂的质量含量为10%-25%、活性组分a的质量含量为15%-25%、活性组分b的质量含量为5%-20%;
6、其中,活性组分a为mfi结构分子筛,活性组分b为y型分子筛;
7、其中,有机硅联结剂包括质量比为1:10-50:50-150的碳支链长度为c10-c20的有机胺类化合物、有机硅类化合物和分散剂。
8、根据第一方面的优选实施方式,以催化剂的原料组成的总质量为100%计,天然矿物质的质量含量为20%-55%、无机粘结剂的质量含量为15%-40%、有机硅联结剂的质量含量为10%-25%、活性组分a的质量含量为15%-25%、活性组分b的质量含量为5%-20%。
9、根据第一方面的优选实施方式,所述mfi结构分子筛包括氢型zsm-5、氢型zsm-11和氢型zsm-23分子筛中的一种或两种以上的组合。
10、根据第一方面的优选实施方式,所述mfi结构分子筛的晶粒尺寸为200nm-600nm。
11、根据第一方面的优选实施方式,所述mfi结构分子筛的晶相中硅铝比为15-100,所述硅铝比以sio2与al2o3的摩尔比计;进一步地,所述mfi结构分子筛的晶相中硅铝比为15-90;更进一步地,所述mfi结构分子筛的晶相中硅铝比为40-80。
12、根据第一方面的优选实施方式,所述y型分子筛为氢型y分子筛。
13、根据第一方面的优选实施方式,所述y型分子筛为介孔y分子筛。
14、根据第一方面的优选实施方式,所述y型分子筛为rey分子筛。
15、根据第一方面的优选实施方式,所述y型分子筛的晶粒尺寸为200nm-600nm。
16、根据第一方面的优选实施方式,所述y型分子筛的的晶相中硅铝比为10-15。
17、根据第一方面的优选实施方式,所述y型分子筛的比表面积为500-900cm3/g。
18、根据第一方面的优选实施方式,有机硅联结剂中,所述碳支链长度为c10-c20的有机胺类化合物、有机硅类化合物和分散剂的质量比为1:10-40:50-100。
19、根据第一方面的优选实施方式,以所述有机硅联结剂的总质量为100%计,所述有机硅联结剂的固含量为20-40%。
20、根据第一方面的优选实施方式,所述碳支链长度为c10-c20的有机胺类化合物为碳支链长度为c10-c20的季铵盐;进一步地,所述碳支链长度为c10-c20的季铵盐包括十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十七烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上的组合。
21、根据第一方面的优选实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种催化剂的制备方法,其中,该制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,以催化剂的原料组成的总质量为100%计,天然矿物质的质量含量为20%-55%、无机粘结剂的质量含量为15%-40%、有机硅联结剂的质量含量为10%-25%、活性组分A的质量含量为15%-25%、活性组分B的质量含量为5%-20%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
4.根据权利要求1或3所述的制备方法,其中,
5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,有机硅联结剂中,所述碳支链长度为C10-C20的有机胺类化合物、有机硅类化合物和分散剂的质量比为1:10-40:50-100。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
7.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
8.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
9.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
10.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
11.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
12.根据权利要求1所述的制
13.权利要求1-12任一项所述的制备方法制备得到的催化剂。
14.根据权利要求13所述的催化剂,其中,
15.权利要求13或14所述的催化剂在中间馏分油催化裂解反应中作为催化剂的应用。
16.根据权利要求15所述的应用,其中,
...【技术特征摘要】
1.一种催化剂的制备方法,其中,该制备方法包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,以催化剂的原料组成的总质量为100%计,天然矿物质的质量含量为20%-55%、无机粘结剂的质量含量为15%-40%、有机硅联结剂的质量含量为10%-25%、活性组分a的质量含量为15%-25%、活性组分b的质量含量为5%-20%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,
4.根据权利要求1或3所述的制备方法,其中,
5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,有机硅联结剂中,所述碳支链长度为c10-c20的有机胺类化合物、有机硅类化合物和分散剂的质量比为1:10-40:50-100。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:李振业,代跃利,毛欣欣,孙恩浩,万书宝,孙淑坤,张永军,汲永钢,马克存,
申请(专利权)人:中国石油天然气股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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