[发明专利]含有硅烷改性六方单晶介孔材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及石油化工领域，公开了一种含有硅烷改性六方单晶介孔材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。其中，所述催化剂包括高硅铝比沸石分子筛和硅烷改性六方单晶介孔材料；其中，所述硅烷改性六方单晶介孔材料具有立方体心的Im3m晶相结构，孔道结构为立方笼状，平均孔径为4‑15nm，孔体积为0.5‑1.5mL/g，比表面积为400‑600m²/g，平均颗粒直径为0.5‑6μm。将本发明提供的硅烷改性的六方单晶介孔材料用于轻汽油催化裂解反应，不仅可以得到更多的丙烯，还可以降低轻汽油产品的烯烃含量。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种含有硅烷改性六方单晶介孔材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，作为非常重要的一种基本有机化工原料，丙烯的需求持续增长。因此，丙烯增产的方法得到了人们的普遍关注，包括丙烷直接脱氢制丙烯(PDH)、煤制低碳烯烃(MTP)等技术。与上述丙烯增产新技术相比，利用烯烃或含烯烃原料催化裂解增产丙烯具有原料适应性强、产品结构调整灵活、丙烯/乙烯比值高、生产成本低的特点。这其中，以轻汽油为裂解原料生产丙烯是一条非常好的增产丙烯途径。另一方面，根据环保法规要求，我国对车用燃料质量要求逐渐严格，高辛烷值、低烯烃芳烃含量的的清洁汽油成为未来的主流。但是，直到目前为止，我国的汽油品质与其他发达国家相比，还有一定的差距。因此，如何减少轻汽油中的烯烃含量也是未来会受到重视的一项技术。将轻汽油中的C4以上烯烃通过催化裂解反应转化为丙烯并分离，是降低轻汽油中烯烃含量的有效途径。

沸石分子筛是一种有较高选择性和较好耐热性的催化剂，广泛用于催化裂化和烷基化等石油化工领域。现有技术所公开的轻汽油裂解催化剂，主要成分都是微孔沸石分子筛(包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35或ZRP)。虽然未经改性的沸石分子筛在轻汽油裂解反应中有很好的初活性，但是稳定性较差。为了改善催化剂的性能，很多研究人员对沸石分子筛的合成和改性做了深入研究。

轻汽油裂解反应催化剂中使用的沸石分子筛均属于微孔分子筛范畴，虽然微孔分子筛结构有序稳定，但是孔口尺寸较窄，一般在0.4-0.7nm之间。在烯烃裂解反应过程中，尺寸较大的反应物分子和产物分子在狭窄孔道间扩散困难，不仅影响反应物与活性中心接触，还易于导致深度脱氢等副反应的发生。

因此，现有技术中轻汽油催化裂解增产丙烯催化剂的丙烯选择性还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在的轻汽油催化裂解增产丙烯催化剂丙烯产率不高和稳定性较差的缺陷，提供一种含有硅烷改性六方单晶介孔材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种轻汽油裂解增产丙烯催化剂，其中，所述催化剂包括高硅铝比沸石分子筛和硅烷改性六方单晶介孔材料；其中，所述硅烷改性六方单晶介孔材料具有立方体心的Im3m晶相结构，孔道结构为立方笼状，平均孔径为4-15nm，孔体积为0.5-1.5mL/g，比表面积为400-600m²/g，平均颗粒直径为0.5-6μm。

本发明第二方面提供了一种含有硅烷改性六方单晶介孔材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂的制备方法，其中，该方法包括：

(1)将高硅铝比沸石分子筛、硅烷改性六方单晶介孔材料、粘合剂和助挤剂混合后进行挤压成型并进行第一焙烧处理，得到催化剂前体；

(2)在稀硝酸存在下，将所述催化剂前体浸渍于氧化物前体的水溶液中并进行干燥和第二焙烧处理，得到含有硅烷改性六方单晶介孔材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂；

其中，所述硅烷改性六方单晶介孔材料具有立方体心的Im3m晶相结构，孔道结构为立方笼状，平均孔径为4-15nm，孔体积为0.5-1.5mL/g，比表面积为400-600m²/g，平均颗粒直径为0.5-6μm。