[发明专利]一种多级孔硅铝催化材料及其制备方法和应用

说明书

本公开涉及一种多级孔硅铝催化材料及其制备方法和应用，该材料中Na₂O、Al₂O₃和SiO₂的重量比例为(0‑4)：(17‑53)：(37‑73)；该材料的比表面积为450‑600m²/g，总孔容为0.3‑0.8cm³/g，介孔孔容为0.15‑0.50cm³/g，介孔孔容占总孔容的比例为18体％‑90体％；其中，所述比表面积、总孔容和介孔孔容采用氮气吸附脱附法进行测定，所述介孔为孔径大于2纳米小于100纳米的材料孔道。本公开提供的多级孔硅铝催化材料能够用于制备催化裂化催化剂，以提高汽油和液化气选择性。

技术领域

本公开涉及催化材料技术领域，具体地，涉及一种多级孔硅铝催化材料及其制备方法和应用。

背景技术

催化裂化工艺作为原油二次加工中最为重要的加工过程，广泛应用于石油加工工业中，是液化石油气、汽油和柴油的主要生产手段，在炼油厂中占有举足轻重的地位。在催化裂化和加氢裂化工艺中，重质馏分如减压馏分油或更重组分的渣油在催化剂存在下发生反应，转化为汽油、馏出液和其他液态裂化产品以及轻的四碳以下的气态裂化产品，在这些反应过程中通常需要使用具有高裂化活性的催化材料。

微孔沸石催化材料由于其具有优良的择形催化性能和很高的裂化反应活性，被广泛地应用于石油炼制和加工工业中。随着原油劣质化和重质化以及市场对轻质油品的大量需求，在石油加工工业中越来越重视对重油和渣油的深度加工。传统的微孔分子筛催化材料由于其孔道较小，对较大的原料分子显示出明显的限制扩散作用，导致表观反应活性降低，在很大程度上限制了大分子的催化反应，因此不适宜应用于重油和渣油等重质馏分的催化裂化反应。

为提高催化裂化的重油选择性，必须使重油馏分的大分子发生转化，同时还要减少中间馏分油和石脑油的进一步转化，这就需要使用孔径较大，对反应物分子没有扩散限制，且具有较高裂化活性的材料。而传统的微孔分子筛仅利于小分子的裂化，为了克服微孔分子筛这一缺点，研究者们开始在裂化催化剂中引入介孔，制备多级孔催化材料来减弱扩散限制，以增强稳定性。

在催化裂化领域中，硅铝材料由于其具有较强的酸性中心和很好的裂化性能而得以广泛的应用。介孔概念的提出，又为新型催化剂的制备提供了可能。美国专利US5051385中公开了一种单分散介孔硅铝复合材料，先将酸性无机铝盐和硅溶胶进行混合后加入碱，得到硅铝材料的铝含量在5～40重％，孔径介于20～50nm，比表面积达到50～100m²/g，但其比表面积仍然相对较低。中国专利CN1138566中公开了一种分散有硅、硼、磷氧化物、VIII和VIB族金属氧化物的中孔氧化铝凝胶，其主要采用有机铝源、硅源、硼源和可溶性磷源为原料并溶于有机醇溶液中，再加入有机模板剂进行水解和凝胶化，所得中孔凝胶可作为催化剂载体、酸催化剂或加氢催化剂使用。此中孔氧化铝凝胶采用有机铝源和模板剂，成本相对较高，不利于工业生产。

在中国专利CN1565733A中公开了一种介孔硅铝材料，该硅铝材料具有拟薄水铝石晶相结构，孔径分布集中，比表面积约200～400m²/g，孔容0.5～2.0ml/g，平均孔径介于8～20nm，最可几孔径为5～15nm，该材料是将铝源与碱溶液进行中和成胶，然后加入硅源并老化，最后经离子交换、干燥、焙烧制成。