[发明专利]一种多功能催化组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于重质石油烃裂化过程以及裂化产生的焦炭气化组合过程的催化组合物，更具体的说，涉及一种利用热裂化或/和催化裂化过程加工处理重质石油烃原料生产轻质燃料，同时在气化剂参与下将加工过程产生的焦炭气化为氢气或者合成气的过程的多功能催化组合物。

背景技术

目前，催化裂化加工重质、劣质原料油时，对催化裂化工艺本身和催化剂提出了挑战，劣质重油非催化加工，包括延迟焦化、流化焦化、灵活焦化等日益受到重视。但是焦化工艺存在焦炭产率高、低品质焦炭难以利用的问题，延迟焦化过程会产生大量低附加值的石油焦，因此石油资源没有得到高效利用。

美国埃克森公司开发的流化焦化和灵活焦化工艺产生的焦炭一部分燃烧提供系统热量，剩余部分采用空气或氧气、水蒸气等在高温（900℃左右）气化产生具有一定低热值煤气。该工艺一方面采用高温气化，能耗较高，另一方面所产煤气中CO和H₂的含量比较低，热值较低，其附加值也很低。

在气化过程加入催化剂可以降低气化反应的活化能，降低气化温度，减少气化剂的加入量，调整合成气的组成。碱金属和碱土金属是常用的气化催化剂，在裂化催化剂中添加一定量的碱金属和碱土金属可以促进催化剂上沉积焦炭的气化。CN200810246526.2中公布了一种兼具裂化和气化功能的含碱金属和碱土金属的催化剂，该催化剂含35%~60%的拟薄水铝石，2%~10%的铝溶胶，20%~49.5%的高岭土，5%~30%的以氧化物计的碱金属和碱土金属，该催化剂具有烃油裂化产物分布和气化反应有效气体产率的优化作用。CN200910078392.2中公布了一种焦炭转移剂，包括50%~80%的高岭土、10%~39.5%的粘结剂和10%~30%以氧化物计的碱金属和碱土金属，其中粘结剂中拟薄水铝石与铝溶胶的质量比为（1.2~6）：1，碱金属和碱土金属的原子比为（0.05~0.8）：1，该催化剂在催化重质原油的催化裂化同时催化焦炭的气化。CN200910143623.3公布了一种劣质重油裂化气化催化剂，包括载体、粘结剂、气化活性组分和裂化活性组分，其中气化活性组分为碱金属和碱土金属，以催化剂总量为基准、氧化物计含量为2%~30％，碱金属与碱土金属的原子比为（0.05~1.1）：1,裂化活性组分为硅铝比在20~200之间的择形分子筛。

上述现有催化剂的气化温度比较高，均在860℃进行气化反应，对于含碱金属的催化材料，在高温水热条件下，催化剂中碱金属的流失比较严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术用于裂化气化的催化组合物在使用过程中气化温度高问题，提供一种适用于重质原料裂化转化以及促进焦炭气化的催化组合物，以克服现有技术催化组合物在使用过程中气化温度高的问题。

本发明提供一种用于加工重质石油烃的裂化气化催化组合物，以所述催化组合物干基重量为基准，按照重量百分比计，所述催化组合物包括以干基计1%~70%的介孔硅铝材料，以干基计1%~60%的气化活性组分，以干基计的0%~70%的粘土和以干基计的5%~98%的耐热无机氧化物基质；其中，所述的介孔硅铝材料具有拟薄水铝石的物相结构，以氧化物重量计的无水化学表达式为（0-0.3）Na₂O·（40-90）Al₂O₃·（10-60）SiO₂，比表面积为200-400m²/g，孔容为0.5~2.0mL/g，平均孔径为8~20nm，最可几孔径为5~15nm。

本发明还提供一种所述组合物的制备方法，包括将介孔硅铝材料、气化活性组分、粘土和耐热无机氧化物基质混合打浆，喷雾干燥和焙烧的步骤。

所述的介孔硅铝材料（本发明也简称介孔材料）可以按照CN1565733A中公布的方法制备，包括以下步骤：将铝源与碱溶液在室温至85℃下中和成胶，成胶终点的pH值为7-11；然后按照SiO₂:Al₂O₃=1:（0.6-9）的重量比加入硅源，在室温至90℃下老化1-10小时，将所得固体沉淀物用铵进行离子交换，使得含钠的介孔硅铝材料中氧化钠的含量不高于0.2%重量，其中介孔硅铝材料（干基）：铵盐：H₂O=1：（0.1-1）：（10-30）。