[发明专利]一种双金属重整催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种双金属重整催化剂及其制备方法，具体地说，是一种含VIII族金属和IVA族金属的催化剂及制备方法。

背景技术

催化重整是石油炼制的重要生产工艺之一，其主要目的是生产高辛烷值汽油、芳烃并副产氢气。目前，工业上广泛应用的重整催化剂多为双金属重整催化剂，主要有Pt-Re、Pt-Sn两大系列。相对于Pt-Re催化剂，Pt-Sn催化剂具有较好的低压稳定性和较高的芳烃选择性，且催化剂使用前不需预硫化，更适用于连续重整工艺。对于生产高辛烷值汽油的重整装置来说，需要在产品辛烷值符合要求的前提下，尽可能提高其液体收率，以获得最大的经济效益。

重整催化剂是具有异构化酸性和加氢-脱氢功能的双功能催化剂，其异构化酸性功能由多孔的无机氧化物载体，如氧化铝提供。为增加催化剂酸性以达到重整反应的要求，需向其中加入卤素调节酸性，常用的卤素为氯。催化剂的加氢-脱氢功能则由VIII族金属，如铂提供。第二金属组元Re或Sn的加入，可使催化剂的稳定性大大提高，并减少贵金属的用量。

在催化重整过程中，同时发生几个竞争反应。这些反应包括环己烷脱氢成芳烃、烷基环戊烷脱氢异构化为芳烃，烷烃脱氢环化成芳烃、链烷烃加氢裂解成C₅以下的轻烃产品，以及烷基苯脱烷基和链烷烃的异构化。在这些反应中，由于氢化裂解产生轻烃气体，会使汽油收率减少；结焦反应会加快催化剂的失活速率，而频繁的催化剂再生会增加装置的运转费用。因而，开发高选择性、低积炭速率的催化重整催化剂及工艺一直是人们努力的方向，其中向双金属催化剂中加入第三、第四种金属组元制成多金属重整催化剂，是目前应用较多的改进方法之一。此外通过改变活性组分在载体上的分布状态也可以获得具有优良性能的催化剂。

目前常用的重整催化剂活性组分基本上是均匀分布的，但活性组分在载体中非均匀分布的催化剂也有许多研究报道。非均匀分布是指活性组分在载体上的浓度分布从颗粒中心到表面沿径向形成有规律的变化。催化剂活性组分在载体上可以形成各种不同的非均匀分布形式。以球形催化剂为例，有蛋壳、蛋白、蛋黄三种典型分布。蛋黄型分布是指活性组分集中于催化剂颗粒的中心。蛋壳型分布指活性组分集中于颗粒外表面。蛋白型分布是指活性组分集中分布于球心和外表面之间的某一环状区域，这种分布介于蛋壳与蛋黄型分布之间。

USP5,314,854和USP5,384,038公开了一种稳定高产的重整催化剂，该催化剂包括由均匀分布的铂和表层分布的钯组成的多梯度的贵金属组分，L分子筛和无机氧化物粘结剂。USP5,464,800、USP5,614,454和USP5,755,956公开的重整催化剂包括含铂和钌的多梯度贵金属组分，L分子筛和无机氧化物载体，所述的铂组分均匀分布于载体，钌组分呈蛋壳型分布。上述催化剂可提高重整反应的芳构化选择性和催化剂的稳定性。

USP6,048,449公开了一种使用选择性多金属多梯度的重整催化剂进行石脑油重整的方法，所述催化剂采用耐高温无机氧化物为载体，负载多梯度分布的金属组分，包括0.1～5m％的均匀分散的铟组分、0.01～5m％的均匀分布的IVA族组分、0.1～10m％的卤素、0.01～2m％的壳层分布的铂族金属，即催化剂颗粒表层50微米的区域至少聚集40％的铂族金属。该催化剂用于重整反应，具有较高的选择性。

发明内容

本发明的目的是提供一种双金属重整催化剂及其制备方法，所述的催化剂中VIII族金属在球心区的浓度显著大于球壳区，该催化剂用于石脑油催化重整具有较低的积炭量，可提高催化剂的稳定性。

本发明提供的双金属重整催化剂，包括球形氧化铝载体和负载于其中以干基氧化铝为计算基准的含量如下的活性组分：

VIII族金属    0.01～5.0质量％，

IVA族金属     0.01～5.0质量％，

卤素          0.01～10.0质量％，

所述催化剂球粒中，球心区与球壳区VIII族金属的平均浓度比为1.6～2.9。

本发明在双金属重整催化剂球形颗粒中，使VIII族金属呈“蛋黄型”分布，即VIII族金属在球粒内部富集分布，球心区的浓度显著高于球壳区的浓度。催化剂的其它活性组分则呈均匀分布状态。该分布状态的催化剂具有较高的C₅⁺液体收率、异构化选择性，催化剂在反应过程中积炭量低，稳定性好。

附图说明

图1为本发明催化剂A、B、E、F、G、J的铂组分分布图。

图2为对比催化剂C、D、H、I的铂组分分布图。