[发明专利]一种用于重油催化裂化的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于重油催化裂化的催化剂及其制备方法，该方法包含：将沸石分子筛与沥青质加热混合，使沥青质均匀包覆在沸石分子筛的表面，将沥青质‑沸石分子筛进行炭化，炭化温度为500～700℃，然后经过水蒸气活化，活化温度为700～1200℃，得到具有活性炭外壳的复合型分子筛载体；沸石分子筛负载有活性金属，经加热混合、炭化和活化过程，得到用于重油催化裂化的催化剂；或，沥青质‑沸石分子筛炭化后负载活性金属，然后经活化过程，得到用于重油催化裂化的催化剂；或，复合型分子筛载体负载活性金属，得到用于重油催化裂化的催化剂。本发明的方法制备的催化剂具有较高的催化活性和产物选择性，使重油分子裂化转化为轻质油。

技术领域

本发明属于石油化工和煤化工技术领域，具体涉及一种用于重油催化裂化的催化剂及其制备方法。

背景技术

催化裂化是重质油转化为轻质油的主要手段，除用于重油的催化裂化外，还用于煤焦油加氢催化裂化制燃料油等。然而现有重油催化裂化催化剂的催化效率较低，除此之外生焦率较高。

重油高粘且组成结构非常复杂，富含芳烃、有机分子量大，还含有重金属和S和N等非金属元素。芳烃在催化裂化反应过程中是生焦前驱体，生成的焦约有60％沉积在催化剂表面和催化剂的孔道中造成催化剂的非永久性失活，而重金属和非金属容易造成催化剂永久性失活。

以分子筛为载体的催化剂应用非常广泛，分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐，其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入。由于重油的分子尺寸(分子量)较大，难以进入分子筛的微孔结构中发生催化反应，因此，通过改性或人工合成的方式，将其制成多级孔分布的分子筛，可以有效提高重油的催化转化效率。

然而，目前重油催化转化的分子筛催化剂基本上只负载一定的活性组分，并不改变分子筛孔的结构。废的催化剂可进行氧化-酸浸-水洗，使其脱除大部分有害物质，并通过活化使其恢复活性。但是大多数并不回收催化剂，废的催化剂被用于制造水泥、铺路材料或直接掩埋等。

目前基于分子筛为载体的重油催化剂的设计和制备存在工序多而繁杂，寿命短和制备成本高等问题，且大多停留在实验室阶段。所以，寻求一种具有高活性、制备方法简单的催化剂成为该领域的当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于重油催化裂化的催化剂及其制备方法，制备的催化剂具有较高的催化活性和较高的产物选择性，用于使重油分子裂化产物择型转化为轻质油。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于重油催化裂化的催化剂的制备方法，该方法包含：将沸石分子筛与沥青质加热混合，使沥青质均匀包覆在沸石分子筛的表面，将沥青质-沸石分子筛进行炭化，炭化温度为500～700℃，然后经过水蒸气活化，活化温度为700～1200℃(活化可以使分子筛表面的半焦进一步转化为活性炭，从而增加了碳层的比表面积，孔的结构得到丰富，会产生介孔和大孔，碳层内的分子筛其结构不发生变化，具有其特有的微孔)，得到具有活性炭外壳的复合型分子筛载体；所述沸石分子筛负载有活性金属，经所述加热混合、炭化和活化过程，得到用于重油催化裂化的催化剂；或，所述沥青质-沸石分子筛炭化后负载活性金属，然后经所述活化过程，得到用于重油催化裂化的催化剂；或，所述复合型分子筛载体负载活性金属，得到用于重油催化裂化的催化剂。

其中，负载活性金属的过程，为：采用等体积浸渍，将活性金属盐溶液作为浸渍液，与沸石分子筛、沥青质-沸石分子筛炭化的物质或复合型分子筛载体混合浸渍，结束后干燥，然后在惰性气氛500～600℃焙烧，惰性气氛或隔绝空气，是为了将沥青质热解形成半焦，如在有氧条件下进行，会直接发生燃烧反应，不会形成半焦；所述活性金属选自Fe、Ni、Co和Mo中任意一种或两种以上。

优选地，所述沸石分子筛选自HZSM-5、HY和Beta沸石分子筛中任意一种或两种以上。

优选地，所述沥青质选自石油沥青质、煤焦油沥青质和天然沥青中任意一种或两种以上。