[发明专利]一种金属捕集剂及其制备方法和应用以及一种催化裂化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属捕集剂以及一种金属捕集剂的制备方法，以及金属捕集剂在催化裂化中的应用以及一种催化裂化方法。

背景技术

原油价格的不断攀升大幅度增加了炼厂的加工成本，目前，催化裂化为炼厂重油加工的重要手段，为了降低成本以使效益最大化，可以通过深度加工重质油和使用劣质油进行加工来实现。

然而，劣质原油的重金属（如钒）含量一般较高。石油中的含钒化合物是一类非常复杂的金属络合物，一般以卟啉钒和非卟啉钒的形式存在。金属卟啉沸点一般在565-650℃之间，主要集中在渣油中，但因其挥发性较强，也会进入催化裂化馏分中。非卟啉金属化合物可能是与沥青质大分子缔合在一起的相对分子量小于400的化合物，其配体可能为4N，NO₂S或4S；当沥青质大分子的三维结构被破坏以后，这些小分子就会被释放出来。钒对催化裂化催化剂的污染主要是钒对催化剂造成了不可逆的破坏。实验表明，平衡剂上沉积1000μg/g的钒足以对沸石造成损害，恶化产品分布。

目前通常使用金属捕集剂进行重金属的捕集，以减少重金属（如钒）对裂化催化剂的破坏。尖晶石是常用的金属捕集剂材料，如US5603823A公开了一种钒捕集剂，其组成为(a)15-60w%的MgO，(b)30-60w%的Al₂O₃以及(c)10-30w%的稀土，稀土选自镧氧化物和/或钕氧化物，其中，至少部分MgO和Al₂O₃形成了Mg-Al尖晶石。

US5057205公开了一种用于催化裂化过程的钒捕集剂，组成为碱土金属氧化物和碱土金属尖晶石，其重量比为90:10～10:90，其特点为平均粒径小于裂化催化剂，具体地说小于40μm，目的是利用粒度差异将两种颗粒物理分离。相应地，要求催化裂化装置有两个再生器，以便钒捕集剂单独再生，从提升管底部单独返回。该专利文本称这样做可以通过钒捕集剂优先接触原料，优先捕获钒化合物，减少裂化剂接触钒化合物的几率；单独再生也避免了水热过程中钒对裂化催化剂的破坏。尽管有上述优点，但是工艺复杂，常规催化裂化装置无法实施。

CN1148256C公开了一种含镁铝尖晶石的组合物及其制备方法，该组合物含有25-30重%的氧化镁，60-70重%的氧化铝和5-15重%的除铈以外的稀土金属氧化物，其中，镁和铝形成尖晶石结构，游离氧化镁的含量低于组合物总量的5重%，所述组合物的最可几孔直径不小于10nm。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种工艺简单的金属捕集剂的制备方法，且由该方法制备得到的金属捕集剂堆积密度高，通常高于催化裂化催化剂。

为实现前述目的，一方面，本发明提供了一种金属捕集剂，所述金属捕集剂中含有氧化镁、氧化铝和磷铝助剂，且至少部分氧化镁和至少部分氧化铝形成镁铝尖晶石结构，其中，所述金属捕集剂的堆积密度为0.85-1.2g/cm³。

另一方面，本发明提供了一种金属捕集剂的制备方法，该方法包括：

（1）将氢氧化铝和/或氧化铝、去离子水和酸混合制浆得到第一浆液；

（2）将所述第一浆液与氢氧化镁和/或氧化镁接触得到第二浆液，将所述第二浆液进行喷雾干燥得到固体；

（3）将所述固体与水溶性镁源溶液接触，将接触后的混合物干燥或不干燥后进行焙烧；

其中，步骤（1）的混合制浆和/或步骤（2）的第一浆液与氢氧化镁和/或氧化镁的接触和/或步骤（3）的将固体与水溶性镁源溶液的接触在磷铝助剂和/或磷铝助剂前体的存在下进行，和/或将步骤（3）焙烧后的固体与磷铝助剂和/或磷铝助剂前体接触。

再一方面，本发明提供了一种采用本发明的金属捕集剂的制备方法制备得到的金属捕集剂。

再一方面，本发明提供了一种本发明的金属捕集剂在催化裂化中的应用。

再一方面，本发明提供了一种催化裂化方法，该方法包括：在催化裂化条件下，将重油原料与含有金属捕集剂和催化裂化催化剂的催化剂混合物接触，其中，所述金属捕集剂为本发明所述的金属捕集剂。