【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生产乙烯与丙烯的催化剂及制备方法和应用。
技术介绍
1、乙烯、丙烯以及芳烃是非常重要的三种石化原料，目前全球乙烯与丙烯主要是由蒸汽裂解过程生产。由于传统的蒸汽裂解反应温度高达820～1000℃，过程能耗很高，约占整个乙烯工业能耗的50％。该过程为非催化的自由基热裂化机理，其产物中乙烯/丙烯重量比较低 (0.5～0.7)。当前，传统蒸汽裂解过程正经受着严峻的考验。催化裂解是利用催化剂对烃类裂解生产乙烯与丙烯的过程。与传统的蒸汽裂解过程相比，催化裂解具有反应温度低(600～780℃)，能耗低以及碳排放少的优点。这一技术出现，为传统的蒸汽裂解生产乙烯丙烯过程的革新带来了希望。
2、cn101279287b公开了一种用于催化裂解制烯烃的催化剂。该专利技术通过采用在zsm-5/丝光沸石共生分子筛、zsm-5/β沸石共生分子筛或zsm-5/y沸石共生分子筛上负载选自稀土元素、 va族元素、iiia族元素、ib族元素或iib族元素、ia族元素或iia族元素中至少二种组成催化剂的技术方案，解决了现有催化剂使用温度高，乙烯丙烯收率低的问题。
3、cn102371172b公开了一种催化裂解制烯烃的流化床催化剂。该专利技术通过采用以重量百分比计包含以下组分：1)15.0％～60.0％选自高岭土；2)10.0％～30.0％选自氧化硅或氧化铝中的至少一种；3)0.5％～15.0％选自磷、稀土或碱土元素氧化物中的至少一种；4)25.0％～70.0％选自晶粒尺寸为200～1000nm的采用导向剂法合成zsm-5沸石组
4、cn101870634a公开了一种从饱和碳氢化合物制取低碳烯烃和芳烃的方法，用于从饱和链状烷烃、环烷烃或以饱和链状烷烃、环烷烃为主的原料生产低碳烯烃和btx。饱和链状烷烃和饱和的环烷烃占反应原料的50％～100％。饱和碳氢化合物与水蒸气同时通过流化床反应区，与催化剂在600～700℃、压力为0.1～0.4mpa、质量空速为0.3～10h-1反应条件下接触反应，生成低碳烯烃和芳烃。所用的催化剂以重量百分比计，包括20％～60％的zsm-5型分子筛、40％～80％的氧化硅和氧化铝粘结剂和载于其上的0.1wt％～4.6wt％的稀土元素和0.1wt％～4.6wt％的磷。
5、烃类催化裂解制烯烃过程，尤其是以石脑油为原料，通常的反应温度在600℃以上。石脑油组分中，烷烃与环烷烃的活性较弱，烯烃的反应活性较高。在传统的酸性催化裂解催化剂上，通过浸渍等常规负载方法引入脱氢元素化合物，虽然反应初期，催化剂的催化裂解活性很高。由于反应与再生均为高温水热气氛，常规方法引入的脱氢化合物会随着反应延续发生聚集、失活等现象，从而导致脱氢组分的脱氢活性明显下降，从而导致催化剂的催化裂解活性明显下降，乙烯与丙烯收率明显下降。同时，在催化裂解催化剂的组成中，引入脱氢组分，会发生深度裂解生成甲烷的副反应，甲烷为低附加值的副产物，从而导致该过程经济效益下降。
6、综上所述，现有石油烃催化裂解制乙烯与丙烯的过程，在不同程度上存在催化剂稳定性差、甲烷收率高与乙烯+丙烯收率低的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中石油烃催化裂解制乙烯与丙烯的过程，存在催化剂稳定性差、甲烷收率高与乙烯、丙烯收率低的问题，本专利技术提供了一种生产乙烯与丙烯的催化剂及其制备方法和应用。该催化剂用于石油烃催化裂解制乙烯与丙烯的过程中，具有催化剂稳定性好、甲烷收率低与乙烯、丙烯收率高的特点。
2、本专利技术第一方面提供了一种生产乙烯与丙烯的催化剂，以重量百分比计，包含以下组分：
3、i)1％～10％化学式为axbydzo4的化合物；所述化学式中，a、b以及d元素的化合价分别为m、n、p，其满足x·m+y·n+z·p＝8，m、n以及p均为不大于3的整数；所述axbydzo4为尖晶石结构；
4、ii)0.5％～10％选自稀土元素、p、mo和w的氧化物中的至少一种；
5、iii)20.0％～55.0％选自zsm-5和zsm-11沸石中至少一种；
6、iv)10％～30％胶黏剂；
7、v)25.0％～60.0％黏土。
8、根据本专利技术，组分i)的axbydzo4中，a包括碱金属和碱土金属元素中至少一种。优选地，a包括na、k、mg、ca和ba中至少一种，优选na、mg中的至少一种。
9、根据本专利技术，组分i)的axbydzo4中，b包括zn、ni、co、cu和mn中至少一种，优选 ni。
10、根据本专利技术，组分i)的axbydzo4中，d包括al、cr、ga、fe中的至少一种，优选al、 fe中的至少一种。
11、根据本专利技术，组分i)axbydzo4的含量为5％～10％。
12、根据本专利技术，组分ii)中所述稀土元素包括la、ce中至少一种。
13、根据本专利技术，组分iv)中所述胶黏剂包括氧化铝、氧化硅、氧化锆和氧化钛中的至少一种。所述氧化铝可以来源于铝溶胶。其中铝溶胶中氧化铝的质量含量为10％～30％。
14、根据本专利技术，组分v)为30％～55％黏土。所述黏土优选高岭土。
15、本专利技术第二方面提供了上述生产乙烯与丙烯的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)将axbydzo4、组分iii)、组分iv)、组分v)和水混合乳化，得到的喷雾浆液进行喷雾干燥、焙烧；
17、(2)将步骤(1)所得产物浸渍于ii)源中，焙烧得到生产乙烯与丙烯的催化剂。
18、根据本专利技术，步骤(1)中axbydzo4采用沉淀法和/或浸渍法制备，优选沉淀法，更优选并流共沉淀。所述沉淀法的具体步骤包括：
19、(11)以碱性化合物为沉淀剂，与b源、d源混合，得到沉淀物；
20、(12)将步骤(11)所得沉淀物浸渍于a源中，然后陈化、焙烧，得到axbydzo4。
21、根据本专利技术，axbydzo4制备方法的步骤(11)中，b源为含b的可溶性盐。b源以溶液形式存在。b源溶液中b的含量为0.01～2mol·l-1。
22、根据本专利技术，axbydzo4制备方法的步骤(11)中，d源为含d的可溶性盐。d源以溶液形式存在。d源溶液中d的含量为0.01～2mol·l-1。
23、根据本专利技术，axbydzo4制备方法的步骤(11)中，所述碱性化合物包括碳酸钠、碳酸钾中至少一种。碱性化合物以溶液形式存在。碱性化合物溶液的浓度为0.01～2mol·l-1，通过碱性化合物的加入量来控制ph值。优选地，所述ph为7～12。沉淀后要对沉淀物进行洗涤、干燥。所述洗涤采用水进行常规洗涤。所述干燥条件为：在80～200℃下干燥2～48小时。
24、根据本专利技术，axbydzo4制备方法的步骤(12)中，a源为含a的可溶性盐。a源以溶液形式存在。a源溶液的含量为0.05～本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生产乙烯与丙烯的催化剂，以重量百分比计，包含以下组分：
2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，组分I)的AxByDzO4中，
3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，组分I)AxByDzO4的含量为5％～10％。
4.权利要求1～3任一项所述催化剂的制备方法，包括：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中AxByDzO4采用沉淀法和/或浸渍法制备，优选沉淀法，更优选并流共沉淀。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述沉淀法的具体步骤包括：
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，步骤(11)中，B源为含B的可溶性盐；B源以溶液形式存在；B源溶液中B的含量为0.01～2mol·L-1；
8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，步骤(11)中，溶液的pH为7～12；步骤(12)中，所述陈化条件为10～30℃下1～48小时；和/或，所述焙烧条件为750～1300℃下1～48小时。
9.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤
10.权利要求1～3任一项所述催化剂或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的催化剂在生产乙烯与丙烯中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生产乙烯与丙烯的催化剂，以重量百分比计，包含以下组分：
2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，组分i)的axbydzo4中，
3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，组分i)axbydzo4的含量为5％～10％。
4.权利要求1～3任一项所述催化剂的制备方法，包括：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中axbydzo4采用沉淀法和/或浸渍法制备，优选沉淀法，更优选并流共沉淀。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述沉淀法的具体步骤包括：
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪哲明，周健，肖景娴，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。