[发明专利]生产低碳烯烃的催化裂解催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种重油催化裂解生产低碳烯烃的催化剂及其制备和应用。

背景技术

乙烯和丙烯是重要的化工原料，其需求十分旺盛并且不断增长。目前市场95％以上的乙烯、丙烯由石脑油蒸汽裂解和重油催化制取低碳烯烃技术提供。近年来，随着石油原料逐渐变重变劣，重油催化制取低碳烯烃技术因能耗低、原料要求低、产品分布调节灵活得到较大发展，在满足未来市场不断增长的需求上具有更大的发展前景。

累托土是二八面体钠云母与蒙脱石规则间层矿物，其中的蒙脱石层具有阳离子交换性和膨胀性，而云母层则不具有此性质，将其用无机聚合物进行交联或改性后，可在蒙脱石层间生成“层柱”状结构，而不膨胀的云母层形成了固定的上下面底层，使其具有较好的重油转化能力，从而可用于制备催化裂化生产低碳烯烃的催化剂。

CN1107080A公开了一种多产烯烃的层柱分子筛催化剂，其组分和含量为：(1)10-50m％的层柱分子筛；(2)4-30m％选自用H、Mg、RE、Zn、P改性的ZSM-5沸石；(3)0-15m％选自β-沸石、丝光沸石、USY沸石之中的一种沸石；(4)10-70m％的天然粘土；(5)10-35m％的无机氧化物。该催化剂的制备方法是：将载体浆液与层柱分子筛以及其它分子筛混合打浆，然后进行成型、干燥，即得产品。该催化剂也可以用后交联方法制得。该催化剂对C₃^＝-C₅^＝，特别是iC₄^＝和iC₅^＝有较好的选择性，同时还能联产汽油和柴油。然而该催化剂用于重油裂化，乙烯选择性不高，催化剂强度(抗磨损性能)较差。

CN1160743A披露了一种多产烯烃的聚乙烯醇改性的层柱粘土催化剂，是由20～90重％聚乙烯醇改性的层柱粘土活性组分，0～40重％选自含稀土五元环结构的高硅沸石、ZSM-5、β沸石或Y型沸石的辅助成分，0～50重％选自高岭土等的担体组分以及10～40重％选自由聚乙烯醇改性的氧化铝等无机氧化物的交粘剂组分组成。其制备方法是：在聚乙烯醇存在下，将上述组分进行混合，经打浆喷干、加氨老化、干燥、焙烧等步骤制得。该催化剂适合裂化重质原料油，多产烯烃并联产汽油。然而该催化剂乙烯选择性不高，催化剂强度较差。

CN1353012A公开了一种层柱粘土催化剂的制备方法，其特征在于该方法是将钙型层状粘土用一种分散剂在水中分散后，再与催化剂的其它各组分原料混合均匀，然后成型，再进行交联反应、老化和焙烧。该方法无需经过离子交换改性过程，直接采用钙型层状粘土制备层柱粘土催化剂，然而该方法制备的催化剂，强度较差，未涉及生产低碳烯烃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有含累托土的生产低碳烯烃的催化裂解催化剂乙烯产率低的问题，提供一种重油催化裂解生产低碳烯烃的裂解催化剂，该催化剂具有更高的乙烯产率，本发明要解决的另外技术问题是提供所述催化剂的应用方法。

本发明提供一种重油催化裂解生产低碳烯烃的催化裂解催化剂，由0.5～15重量份的颗粒A和1重量份的颗粒B组成；以颗粒A的总重量为基准，颗粒A包括10～85重量％铝粘结剂，15～60重量％分子筛和0～75重量％的粘土，所述分子筛为MFI结构沸石或为MFI结构沸石和Y型沸石，所述粘土为高岭土、蒙脱土、硅藻土、埃洛石、皂石、海泡石、凹凸棒石、水滑石和膨润土中的一种或几种；以颗粒B的总重量为基准，所述颗粒B由20～80重量％的累托土和以氧化硅计20～80重量％的氧化硅粘结剂组成。

本发明还提供本发明提供的催化裂解催化剂的制备方法，包括：分别制备颗粒A和颗粒B，按照颗粒A∶颗粒B＝0.5～15∶1的重量比例将颗粒A和颗粒B混合，其中，颗粒A的制备方法包括制备包含铝粘结剂、分子筛，含或不含粘土的浆液，喷雾干燥的步骤；颗粒B的制备方法包括：将水玻璃和硫酸混合，制备硅溶胶浆液，保持硅溶胶浆液pH值为1.0～3.0，然后将累托土加入到上述浆液中，搅拌均匀，喷雾干燥成型、焙烧。

本发明提供一种催化裂解方法，包括在催化裂解条件下将重油与上述本发明提供的催化剂接触的步骤；其中所述的催化裂解条件包括：反应温度550～700℃，剂油比(催化剂与原料的重量比)为6～30，反应过程中通入稀释气体，稀释气体与重油原料的重量比为0.1～1∶1。