一种多产丙烯催化裂化催化剂及其制备方法转让专利

申请号 : CN201210085604.1

文献号 : CN103357429B

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发明人 : 刘海燕丁佳佳鲍晓军范煜石冈

申请人 : 中国石油天然气集团公司中国石油大学(北京)

摘要 :

本发明涉及一种多产丙烯催化裂化催化剂的制备方法,其包括以下步骤:将530重量份的H-ZSM-5分子筛、20-40重量份的USY分子筛、40-70重量份的天然粘土和5-20重量份的粘结剂混合打浆30-60min得到混合物,所述粘结剂的加入量以二氧化硅计;将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中烘干4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的多产丙烯催化裂化催化剂。采用本发明提供的方法制备的多产丙烯FCC催化剂具有重油转化率高、丙烯选择性好、干气和焦炭产率低的优点。除此之外,该催化剂的制备方法简单,成本低廉,具有较好的工业应用前景。

权利要求 :

1.一种多产丙烯催化裂化催化剂的制备方法,其包括以下步骤:(1)、将5-15重量份的H-ZSM-5分子筛、20-40重量份的USY分子筛、40-70重量份的天然粘土和5-20重量份的粘结剂混合打浆30-60min得到混合物,所述粘结剂的加入量以二氧化硅计;

(2)、将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中烘干4-8h;

(3)、将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成

100-200目的多产丙烯催化裂化催化剂;

其中,所述H-ZSM-5分子筛的制备包括如下步骤:

采用高温焙烧的方式对天然层状粘土进行活化处理,活化处理的活化温度为

600-1000℃,活化时间为2-6h;

将经过活化处理的天然粘土加入到酸性溶液中进行酸处理,得到酸处理混合物,酸性溶液的浓度为0.2-2M;酸性溶液与天然层状粘土的质量比为10-100:1;酸处理的温度为

50-90℃,时间为1-24h;

将水玻璃、模板剂与水依次加入到酸处理混合物中,得到原料混合物,以摩尔比计,该原料混合物的组成为Na2O:Al2O3:SiO2:H2O=(3-11):1:(20-100):(500-1500),Na2O、Al2O3、SiO2和H2O分别代表碱度、铝源、硅源和水;

利用浓度为0.5-1.5M的硫酸将原料混合物的pH值调节为9-12,得到反应物凝胶;

对反应物凝胶进行老化处理,老化处理的温度为40-90℃,时间为6-48h;

对经过老化处理的反应物凝胶进行水热晶化处理,得到多级孔道结构ZSM-5分子筛,晶化处理温度为150-200℃,晶化处理时间为12-72h;

对多级孔道结构ZSM-5分子筛进行铵交换处理,将多级孔道结构分子筛与浓度为1-2M的NH4Cl溶液按1:10的质量比混合,然后在70℃水浴条件下交换4h,经过滤、洗涤、8-12h的干燥后、以2℃/min的速率升温到520℃焙烧4h后,重复上述铵交换处理步骤一次,即得到多级孔结构H-ZSM-5分子筛。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述H-ZSM-5分子筛是富含介孔的多级孔道3

结构H-ZSM-5分子筛,该多级孔道结构H-ZSM-5分子筛的介孔孔容不小于0.14cm/g,介孔孔径为5-30nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述天然粘土为高岭土、累托土、蒙脱土和硅藻土中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,所述天然粘土为高岭土。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述粘结剂为拟薄水铝石、铝溶胶、硅溶胶、水玻璃和磷铝溶胶中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述粘结剂为硅溶胶。

7.一种多产丙烯催化裂化催化剂,其是通过权利要求1-6任一项所述的制备方法制备的。

说明书 :

一种多产丙烯催化裂化催化剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种催化裂化(FCC)催化剂及其制备方法,属于石油加氢催化用催化剂制备技术领域。

背景技术

[0002] 丙烯是重要的基本有机化工原料,它主要用于合成其衍生物如聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、丁辛醇、丙烯醛、异丙苯等。近年来,受聚丙烯需求增长的影响,社会对丙烯的需求日益旺盛,全球都将而临丙烯短缺的难题,为此,石油化工产业结构也调整到增加丙烯生产上来。
[0003] 目前世界上66%的丙烯来自烃类蒸汽裂解装置,32%来自炼油厂FCC装置,少量由丙烷脱氢和其它的烯烃转化和裂化反应得到。蒸汽裂解装置生产丙烯只适合于加工轻质原料,如天然气、石脑油和轻柴油等。随着原油越来越重,石脑油等轻质油收率逐渐降低,原料供需矛盾日益严重;同时在800-900℃的裂解温度下,乙烯的单位碳原子Gibbs自由能低于丙烯,因此无论从反应机理上还是热力学方而考虑,蒸汽裂解都不利于丙烯选择性的提高。FCC是重油轻质化的主要工艺过程,反应温度在400-600℃,该温度下丙烯的单位碳原子Gibbs自由能低于其他烯烃和烷烃,而且在酸性催化剂催化的条件下,烃类裂解反应遵从碳正离子反应机理,丙烯是主要产物之一;再在反应体系中加入具有择形功能的MFI型分子筛作为助剂,由于该分子筛能选择性的裂化汽油馏分中C7-C13的直链和短支链烯烃,生成直链的C3-C5的烯烃,这样,不仅会提高汽油的辛烷值,而且可以进一步增加丙烯的选择性。
[0004] CN1031834A公开了一种制取低碳烯烃的烃类转化方法,该方法所采用的原料为不同沸程的石油馏分、渣油或原油,在流化床或移动床反应器内使用含有ZSM-5分子筛的固5 -1
体酸催化剂,在温度500-650℃、压力1.5-3.0×10Pa、重时空速0.2-2.0h 、剂油比2-12的条件下进行催化转化反应。与常规的FCC及水蒸气裂解方法相比,该方法可以得到更多的丙烯和丁烯,丙烯和丁烯的总产量可以达到40%左右。
[0005] USP7582203B2、USP5318696以及USP4994173分别公开了在常规FCC催化剂中添加ZSM-5助剂以改善汽油质量的方法,采用这些方法在没有显著降低汽油产率的前提下能够增大汽油的辛烷值,同时提高低碳烯烃,主要是丙烯和丁烯的产率。
[0006] USP5380690和CN1093101A公开了以含磷和稀土元素的五元环高硅沸石为助活性组分的FCC催化剂的制备方法。该方法制备的催化剂的水热稳定性和活性稳定性都较高,在580℃下,与以常规的H-ZSM-5沸石为助活性组分制备的FCC催化剂相比,其转化率提高了4-7个单位,C2-C4烯烃的产率提高了4-5个单位。
[0007] CN1354224A公开了一种多产丙烯的FCC催化剂及其制备方法,该催化剂的主活性组分为高硅Y沸石,助活性组分由beta沸石或丝光沸石或ZRP沸石的混合物组成。该催化剂用于FCC过程,在生产富含异构烷烃的高品质汽油的同时,丙烯和异丁烷的产率也有一定程度的提高。
[0008] CN101310858A公开了一种重油催化裂化(RFCC)催化剂的制备方法,该催化剂的主活性组分为USY分子筛,助活性组分为beta沸石和丝光沸石的beta-丝光共晶分子筛。与采用ZSM-5分子筛为助剂的RFCC催化剂相比,该催化剂在提高RFCC的丙烯产率的同时,显著提高了重油转化率和液体收率。
[0009] 综上所述,目前增加FCC过程丙烯产率的主要方法是在FCC主催化剂中加入含有择形功能的ZSM-5、beta等分子筛。但是,目前用于FCC过程的ZSM-5分子筛助剂普遍存在丙烯选择性较低的问题。而现有技术所公开的增产丙烯的FCC催化剂或助催化剂中,只注重了对分子筛的酸性和水热稳定性的调变,没有关注分子筛的孔结构在裂化过程中对产品选择性的影响,到目前为止,尚未出现将多级孔结构ZSM-5分子筛应用于FCC过程增产丙烯产率,尤其是丙烯选择性的相关报道。

发明内容

[0010] 为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种多产丙烯FCC催化剂的制备方法,通过将ZSM-5分子筛与USY分子筛复合得到一种以USY分子筛为主活性组分,以富含介孔的多级孔道结构ZSM-5分子筛为助活性组分的FCC催化剂。该催化剂制备方法具有工艺简单,成本低廉的特点。
[0011] 本发明还提供了一种多产丙烯FCC催化剂,其是通过上述方法制备的,将该催化剂用于FCC过程,具有重油转化率高、丙烯选择性好、干气和焦炭产率低等优点。
[0012] 为达到上述目的,本发明首先提供了一种多产丙烯FCC催化剂的制备方法,其包括以下步骤:
[0013] (1)、将530重量份的H-ZSM-5分子筛、20-40重量份的USY分子筛、40-70重量份的天然粘土和5-20重量份的粘结剂混合打浆30-60min得到混合物,粘结剂的加入量以二氧化硅计;
[0014] (2)、将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;
[0015] (3)、将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的多产丙烯催化裂化催化剂。
[0016] 在本发明提供的上述制备方法中,优选地,所采用的H-ZSM-5分子筛是富含介孔的多级孔道结构H-ZSM-5分子筛,该多级孔道结构H-ZSM-5分子筛的介孔孔容不小于3
0.14cm/g,介孔孔径大小介于5-30nm。上述多级孔道结构H-ZSM-5分子筛可以是以累托土为原料,在不加入第二模板剂的条件下,直接水热晶化合成的多级孔道结构Na-ZSM-5分子筛(该多级孔道结构Na-ZSM-5分子筛可以是按照申请号为201210082420.X的中国专利申请中所提供的多级孔道结构ZSM-5分子筛的制备方法制备得到的,将上述专利申请的全文引入这里作为参考),然后再经过铵交换制得的,其中,铵交换处理可以按照常规的方式进行,例如两交两焙的方式。根据本发明的具体实施方案,上述多级孔道结构H-ZSM-5分子筛可以是按照以下步骤制备的:
[0017] a、采用高温焙烧的方式对天然层状粘土进行活化处理,使粘土中的硅、铝组分活化,其中,所采用的天然层状粘土可以为高岭土、累托土、蒙脱土等中的一种或几种的混合物,该天然层状粘土优选为累托土,活化处理的活化温度可以控制为600-1000℃,活化时间可以控制为2-6h,优选地,活化温度为700-900℃,活化时间为3-5h;
[0018] b、将经过活化处理的天然粘土加入到酸性溶液中进行酸处理,得到混合物,通过酸处理的方式可以提取出天然粘土中的活性铝物种,保留其活性硅的片层结构;在酸处理过程中,所采用的酸性溶液可以为盐酸、硫酸、硝酸和磷酸等矿物酸中的一种或几种,优选为盐酸;酸性溶液的浓度可以控制为0.2-2M;酸性溶液与天然层状粘土的质量比为10-100∶1;酸处理的温度可以控制为50-90℃,时间可以控制为1-24h;
[0019] c、将水玻璃、模板剂(例如四丙基溴化胺TPABr等)与水依次加入到步骤b得到的混合物中,使该混合物的组成符合Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O=
(3-11)∶1∶(20-100)∶(500-1500)的摩尔比,Na2O、Al2O3、SiO2和H2O分别代表碱度、铝源、硅源和水;
[0020] d、利用浓度为0.5-1.5M的硫酸将步骤c得到的混合物的pH值调节为9-12,得到反应物凝胶;
[0021] e、对反应物凝胶进行老化处理;该老化处理可以在密闭条件下进行,也可以在敞开体系中进行,老化处理的温度可以控制为40-90℃,时间可以控制为6-48h;优选地,老化处理的温度可以控制为50-80℃,时间可以控制为8-24h;
[0022] f、对经过老化处理的反应物凝胶进行水热晶化处理,得到多级孔道结构ZSM-5分子筛;该水热晶化处理可以按照常规的方式进行,优选地,水热晶化处理按照以下方式进行:直接将反应凝胶置于高压反应釜中于一定温度下进行水热晶化,晶化温度可以控制为150-200℃,晶化时间可以控制为12-72h;
[0023] g、对多级孔道结构ZSM-5分子筛进行铵交换处理,得到多级孔道结构H-ZSM-5分子筛;该铵交换处理可以按照常规的方式进行,优选地,将多级孔道结构分子筛与浓度为1-2M的NH4Cl溶液按1∶10的质量比混合,然后在70℃水浴条件下交换4h,经过滤、洗涤、
8-12h的干燥后、以2℃/min的速率升温到520℃焙烧4h后,重复上述步骤一次,即得到多级孔结构H-ZSM-5分子筛。
[0024] 在本发明提供的上述制备方法中,优选地,在步骤(1)中,所采用的天然粘土为高岭土、累托土、蒙脱土和硅藻土等中的一种或几种的混合物。更优选地,该天然粘土为高岭土。
[0025] 在本发明提供的上述制备方法中,优选地,在步骤(1)中,所采用的粘结剂为拟薄水铝石、铝溶胶、硅溶胶、水玻璃和磷铝溶胶等中的一种或几种的混合物。更优选地,该粘结剂为硅溶胶。
[0026] 本发明提供了一种多产丙烯催化裂化催化剂,其是通过本发明提供的上述制备方法制备的。
[0027] 对于目前用于FCC过程的ZSM-5分子筛助剂普遍存在丙烯选择性较低的问题,发明人通过对国内外多产丙烯助剂的工业应用情况进行调研得到的结果显示,在ZSM-5助剂添加量占催化剂系统总藏量的3.0-5.0wt.%时,在干气和焦炭产率基本保持不变的情况下,丙烯产率增加0.8-3.5个百分点,丙烯的选择性(丙烯产率/液化气产率×100%)仅能增加3.0个百分点左右。因此,增加丙烯的选择性,即在保持干气和焦炭产率基本不变的前提下提高液化气中丙烯的含量,是提高FCC过程丙烯产率和增加炼厂经济效益的关键。这就要求用于FCC过程的ZSM-5分子筛助剂具有合适的酸性和孔道结构、良好的水热稳定性,以抑制FCC过程中干气和焦炭的产率,提高丙烯的选择性。而现有技术所公开的增产丙烯的FCC催化剂或助催化剂中,只注重了对分子筛的酸性和水热稳定性的调变,没有关注分子筛的孔结构在裂化过程中对产品选择性的影响,到目前为止,尚未出现将多级孔道结构ZSM-5分子筛应用于FCC过程增产丙烯产率,尤其是丙烯选择性的相关报道。
[0028] 本发明提供的方法所制备的多产丙烯FCC催化剂是以USY为主活性组分,以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助活性组分,以天然粘土为基质,以硅溶胶等为粘结剂制备而成的,其具有良好的孔道结构,解决了目前工业使用的常规ZSM-5分子筛材料不能同时含有介孔和微孔、孔道利用率较低致使其应用于FCC多产丙烯过程中丙烯选择性低的问题。当将本发明提供的多产丙烯FCC催化剂应用到丙烯生产中时,原料油首先在天然粘土上进行预裂化,而后依次经USY分子筛和多级孔ZSM-5分子筛进行进一步的裂化。多级孔道结构ZSM-5分子筛同时具有微孔以及相互连通的介孔孔道,不仅使其具有优良的择形性能,而且利于反应物分子与活性位的接触以及反应物与产物分子在其孔道内的扩散。因此,采用本发明提供的方法制备的多产丙烯FCC催化剂具有重油转化率高、丙烯选择性好、干气和焦炭产率低的优点。除此之外,该催化剂的制备方法简单,成本低廉,具有较好的工业应用前景。

附图说明

[0029] 图1为多级孔道结构ZSM-5分子筛的XRD谱图;
[0030] 图2为多级孔道结构ZSM-5分子筛的N2吸附-脱附等温线;
[0031] 图3为多级孔道结构ZSM-5分子筛的孔径分布图。

具体实施方式

[0032] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0033] 实施例中,合成所用原料中天然层状粘土及水玻璃为工业级,其他均为试剂级。
[0034] 实施例中,XRD数据采用用德国布鲁克AXS D8 Advance型X射线衍射仪测得;N2吸附-脱附数据及介孔孔径分布由美国麦克ASAP-2020吸附仪测得。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例提供了一种多级孔道结构ZSM-5分子筛,其是按照以下步骤制备的:
[0037] 将5g经过焙烧活化的累托土加入到400g浓度为0.2M的盐酸溶液中,置于70℃的水浴中快速搅拌4h,得到混合物;
[0038] 向上述混合物中依次加入170g去离子水、8.9g四丙基溴化铵(TPABr)以及129g水玻璃,快速搅拌5min;
[0039] 用硫酸溶液调节将混合物的pH值调节到10,至成为凝胶状态,得到反应物凝胶;
[0040] 然后将水浴温度升至80℃,将凝胶静置老化处理8h;
[0041] 然后将经过老化处理的凝胶转移至1L高压反应釜中于170℃下进行48h的水热晶化处理;
[0042] 晶化结束后,对净化产物进行冷却、过滤、洗涤,然后放入烘箱中于120℃干燥4-8h,再将所得产物于550℃马弗炉中焙烧5h,以脱除模板剂,即得到多级孔道结构ZSM-5分子筛,记为A。
[0043] 该多级孔道结构ZSM-5分子筛的XRD谱图如图1所示,N2吸附-脱附等温线如图2所示,孔结构参数如表1所示,孔径分布图如图3所示,从图3可以看出,A的介孔孔径为
6-20nm。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例提供了一种多级孔道结构ZSM-5分子筛,其是按照实施例1的方法制备的,不同的是本实施例中,累托土焙烧温度为750℃,焙烧时间为4h,反应物凝胶的pH值为3
11,反应物凝胶老化温度为75℃,老化时间为10h,所得产物记为B,其介孔孔容为0.18cm/
3
g,微孔孔容为0.076cm/g,介孔孔容是微孔孔容的2.37倍,介孔孔径为6-20nm。
[0046] 实施例3
[0047] 本实施例提供了一种多级孔道结构ZSM-5分子筛,其是按照实施例1的方法制备的,不同的是本实施例中,累托土焙烧温度为950℃,焙烧时间为2h,反应物凝胶的pH值3
为11,反应物凝胶老化时间为24h,所得产物记为C,其介孔孔容为0.16cm/g,微孔孔容为
3
0.073cm/g,介孔孔容是微孔孔容的2.18倍,介孔孔径为5-19nm。
[0048] 实施例4
[0049] 本实施例提供了一种多级孔道结构ZSM-5分子筛,其是按照实施例1的方法制备的,不同的是本实施例中,累托土用量为12g,盐酸浓度为0.6M,去离子水用量为469g,模板剂用量为23.8g,水玻璃用量为206.7g,反应物凝胶的pH值为9,反应物凝胶在密闭状态下3
老化,老化温度为75℃,老化时间为20h,所得产物记为D,其介孔孔容为0.14cm/g,微孔孔
3
容为0.107cm/g,介孔孔容是微孔孔容的1.31倍,介孔孔径为5-30nm。
[0050] 实施例5
[0051] 本实施例提供了一种常规ZSM-5分子筛的制备方法,其是按照实施例1的方法制备的,不同的是本实施例中,将累托土换成硫酸铝,所制备的分子筛记为E,其介孔孔容为3 3
0.06cm/g,微孔孔容为0.11cm/g,介孔孔容仅为微孔孔容的0.57倍,无明显的介孔孔径分布。A和E的投料硅铝比及孔结构参数如表1所示。
[0052] 将上述所得的ZSM-5分子筛分别按照两交两焙工艺处理制得H-ZSM-5分子筛,具体实施步骤如下:将ZSM-5分子筛与浓度为1M的NH4Cl溶液按质量比为1∶10的比例混合,然后在70℃水浴条件下交换4h,经过滤、洗涤,于120℃烘箱中干燥4-8h,以2℃/min的速率升温到520℃焙烧4h,重复以上步骤一次,即得到H-ZSM-5分子筛。
[0053] 表1ZSM-5分子筛的孔结构参数
[0054]样品 硅铝比 SBET SMeso Smeso/Smicro VTotal Vmeso/Vmicro
A 60 373 214 1.35 0.28 2.65
E 60 335 99 0.42 0.22 0.95
[0055] 注:SBET、Smeso和Smicro分别表示BET比表而积、介孔表而积和微孔表而积VTotal、Vmeso和Vmicro分别表示总孔容、介孔孔容和微孔孔容
[0056] 实施例6
[0057] 本实施例提供了一种多产丙烯FCC催化剂,其是通过以下步骤制备的:
[0058] 将50g高岭土、25gUSY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、10g多级孔道结构H-ZSM-5分子筛A和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助剂的多产丙烯FCC催化剂,记为Cat-A-10。
[0059] 将催化剂Cat-A-10经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件为:催化剂装填量50g,反应温度-1560℃,质量空速12h ,剂油比10∶1。所得结果如表3所示,采用以多级孔道结构ZSM-5分子筛A为助剂的多产丙烯FCC催化剂Cat-A-10,所得到的丙烯产率和丙烯选择性分别为
13.57wt.%和41.12%。与对比例中Cat-E-10相比,其丙烯产率和丙烯选择性分别增大了
1.59和3.50个百分点。
[0060] 表2大庆常压渣油的性质
[0061]原料油 大庆常压渣油
密度(20℃),kg/m3 913.00
粘度(80℃),mm2/s 47.43
残炭,wt.% 4.30
平均分子量,g/mol 577
元素组成,wt.%
C 86.77
H 12.87
[0062]四组分,wt.%
饱和烃 57.08
芳烃 27.61
胶质和沥青质 15.31
[0063] 注:四组分是指饱和烃、芳烃、胶质和沥青质。
[0064] 实施例7
[0065] 本实施例提供了一种多产丙烯FCC催化剂,其是通过以下步骤制备的:
[0066] 将50g高岭土、20g USY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、15g多级孔道结构H-ZSM-5分子筛A和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助剂的多产丙烯FCC催化剂,记为Cat-A-15。
[0067] 将催化剂Cat-A-15经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件如实施例1,结果表明,其丙烯产率和丙烯选择性分别为14.17wt.%和42.57%。
[0068] 实施例8
[0069] 将50g高岭土、30gUSY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、5g多级孔道结构H-ZSM-5分子筛A和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助剂的多产丙烯FCC催化剂,记为Cat-A-5。
[0070] 将催化剂Cat-A-5经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件如实施例1,结果表明,其丙烯产率和丙烯选择性分别为11.44wt.%和39.07%。
[0071] 实施例9
[0072] 将50g高岭土、25gUSY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、10g多级孔道结构H-ZSM-5分子筛B和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助剂的多产丙烯FCC催化剂,记为Cat-B-10。
[0073] 将催化剂Cat-B-10经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件如实施例1,结果表明,其丙烯产率和丙烯选择性分别为14.02%和40.53%。
[0074] 实施例10
[0075] 将50g高岭土、25gUSY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、10g多级孔道结构H-ZSM-5分子筛C和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助剂的多产丙烯FCC催化剂,记为Cat-C-10。
[0076] 将催化剂Cat-C-10经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件如实施例1,结果表明,其丙烯产率和丙烯选择性分别为12.06%和41.63%。
[0077] 实施例11
[0078] 将50g高岭土、20gUSY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、15g多级孔道结构H-ZSM-5分子筛D和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到以多级孔道结构ZSM-5分子筛为助剂的多产丙烯FCC催化剂,记为Cat-D-15。
[0079] 将催化剂Cat-D-15经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件如实施例1,结果表明,其丙烯产率和丙烯选择性分别为13.47%和43.67%。
[0080] 对比例
[0081] 将50g高岭土、25gUSY分子筛(南开大学催化剂厂生产)、60g硅溶胶(SiO2含量为26wt.%)、10g常规H-ZSM-5微孔分子筛E和20g去离子水混合打浆成均匀浆料,将打浆后的混合物静置1-4h后,继续打浆10-30min,经自然晾干后,于100-120℃烘箱中干燥4-8h;
将烘干的产物置于马弗炉中,升温至500-650℃焙烧2-6h,自然冷却后制成100-200目的颗粒,得到FCC催化剂,记为Cat-B-10。
[0082] 将催化剂Cat-E-10经800℃水热处理10h后,以大庆常压渣油为原料(其性质如表2所示),在小型固定流化床装置上进行反应,反应条件如实施例1,其结果如表3所示。结果表明,其丙烯产率和丙烯选择性分别为11.98wt.%和37.62%。
[0083] 表3小型固定流化床催化剂反应结果
[0084]产品分布(wt.%) Cat-A-10 Cat-E-10
干气 8.27 7.95
乙烯 3.40 2.91
丙烯 13.57 11.98
液化气 33.00 31.85
汽油 31.10 31.38
柴油 12.28 12.59
重油 6.49 6.75
焦炭 8.75 9.27
总计 100 100
液收 82.88 82.56
转化率 81.23 80.66
丙烯选择性(%) 41.12 37.62
[0085] 通过对比可以看出,采用实施例6-11所提供的多产丙烯FCC催化剂所得到的丙烯产率和丙烯选择性均比对比例提供的催化剂要高,这说明本发明所提供的多产丙烯FCC催化剂具有重油转化率高、丙烯选择性好等优点,解决了目前工业使用的常规ZSM-5分子筛材料不能同时含有介孔和微孔、孔道利用率较低致使其应用于FCC多产丙烯过程中丙烯选择性较低的问题。