[发明专利]加氢裂解催化剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种加氢裂解的催化剂及其制备方法，主要解决现有催化剂在用于石油烃加氢裂解制轻质裂解原料过程时，存在加氢裂化活性低以及乙烷与丙烷选择性差的技术问题。本发明通过采用催化剂以重量百分比计，包含以下组分：a）0.1~2.0%选自Pd或Pt金属中的至少一种；b）98~99.9%选自无粘结剂型ZSM‑5与ZSM‑22或ZSM‑23共结晶复合分子筛中的至少一种的技术方案，较好的解决了该问题，可用于石油烃加氢裂解制轻质裂解原料的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种加氢裂解催化剂及制备方法，特别是以为碳数为4至15之间的纯烃或者各种烃类混合物为原料通过加氢裂解过程制乙烷与丙烷的催化剂。

背景技术

乙烯与丙烯是最重要的两种基本有机化工原料。目前，乙烯与丙烯的主要生产方式还是通过蒸汽裂解的方式。当前，大量的工业数据证实，随着裂解原料的变重，裂解产品中的乙烯与丙烯的收率呈现下降的趋势。以乙烷为例，在超过850℃的反应温度下，乙烯的收率可达75%以上。而丙烷在类似的裂解温度下，乙烯+丙烯的收率可达60%。而目前，以常规石脑油为原料，乙烯+丙烯的收率基本在50%左右。因此，以乙烷与丙烷为裂解原料，从生产乙烯与丙烯的原料消耗方面来看，比重质的裂解原料——石脑油更有优势。目前，随着北美页岩气的开发，轻烃产品裂化会对现有主导石脑油裂化生产乙烯与丙烯的产业带来强大的冲击。

专利WO2012/071137A1报道了采用ZSM-5、ZSM-22 、ZSM-11、ZSM-48、ZSM-23、ITQ-13以及FER沸石负载第八族的金属元素为催化剂，在反应温度200~650℃、压力为3~100bar的反应条件下，将C4~C12的烃类原料转化为乙烷与丙烷的方法。

目前，用于固定床催化剂分子筛催化剂组成中，大都要引入氧化铝、二氧化硅以及无定形硅铝等硅、铝氧化物材料作为粘结剂，使催化剂具有较好的机械强度和形状。催化剂中引入粘结剂，不仅会降低催化活性组分—分子筛的含量，造成催化剂的吸附量下降，有效表面积减小。而且由于粘结剂会进入沸石孔道或堵塞部分沸石孔口，从而导致反应物与产物的扩散受阻、吸附能力减弱，从而造成催化剂的活性降低，诱发了二次副反应，导致产物的选择性降低。如将传统成型引入的粘结剂组分全部或部分转化为沸石，可有效提高流化催化剂中的活性组分—沸石的含量，提高其有效活性比表面，减轻反应孔道的堵塞情况，可能会提高催化剂的活性与选择性。与常规含有粘结剂的催化剂对照，这种沸石分子筛催化剂被称为无粘结剂沸石分子筛催化剂。

目前，现有含粘结剂的分子筛催化剂，一般其粘结剂的重量含量为15%到30左右，粘结剂组分可以是SiO₂或氧化铝。

综上所述，现有技术应用于烃类加氢裂解制蒸汽裂解原料时，由于现有分子筛基催化剂组成中，含有粘结剂（例如，氧化铝或二氧化硅）组分会降低有效组分—分子筛的含量，堵塞分子筛的孔道，造成吸附量下降，使分子筛的有效表面积减小，因此造成其裂解活性低以及乙烷与丙烷选择性差的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有催化剂应用于催化裂解制轻质裂解原料过程时，存在裂解活性低以及乙烷与丙烷选择性差的技术问题。本发明提出一种新的加氢裂解催化剂，该方法用于烃类加氢裂解制轻质裂解原料过程，具有裂解活性高与乙烷与丙烷选择性高的优点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种为解决问题之一相对应的催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种为解决问题之一相对应的催化剂的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明所采用的技术方案如下：一种加氢裂解生产轻质裂解催化剂床层，催化剂以重量百分比计，包含以下组分：a）0.1~2.0%选自Pd或Pt金属中的至少一种；b）98.0~99.9%选自无粘结剂型的ZSM-5与ZSM-22复合分子筛载体或ZSM-5与ZSM-23复合分子筛载体中的至少一种。