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一种含分子筛的类裂化催化剂及其制备方法

阅读:182发布:2020-09-18

专利汇可以提供一种含分子筛的类裂化催化剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种含分子筛的 烃 类裂化催化剂,该催化剂含有分子筛、耐热无机 氧 化物、粘土和一种金属组分,以催化剂总量为基准,分子筛的含量为1-90重量%,耐热无机氧化物的含量为2-80重量%,粘土的含量为2-80重量%,以所述最高价态的金属氧化物计,金属组分的含量为0.1-30重量%,所述金属组分基本上以还原价态存在,它选自元素周期表IIIA族非 铝 金属、IVA族金属、VA族金属、IB族金属、IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金属、VIII族非贵金属中的一种或几种。该催化剂具有更高的裂化活性和 脱硫 性能。,下面是一种含分子筛的类裂化催化剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种含分子筛的类裂化催化剂,该催化剂含有分子筛、耐热无机 化物、粘土和金属组分,其特征在于,以催化剂总量为基准,分子筛的含量 为1-90重量%,耐热无机氧化物的含量为2-80重量%,粘土的含量为2-80重 量%,以所述最高价态的金属氧化物计,金属组分的含量为0.1-30重量%, 所述金属组分以还原价态存在,它选自元素周期表IIIA族非金属、IVA族金 属、VA族金属、IB族金属、IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金 属、VIII族非贵金属中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述分子筛的含量为10- 60重量%,耐热无机氧化物的含量为10-50重量%,粘土的含量为20-70重量 %,以最高价态金属的氧化物计,所述金属组分的含量为0.5-20重量%。
3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述金属组分的平均价态 与其最高价态的比值为0-0.95。
4.根据权利要求3所述的催化剂,其特征在于,所述金属组分的平均价态 与其最高价态的比值为0.1-0.7。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂,其特征在于,所述金属组 分选自镓、锗、、锑、铋、铅、、锌、镉、、钼、钨、锰、、 钴、镍中的一种或几种。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂,其特征在于,所述金属组 分选自镓、锡、铜、银、锌、钒、钼、锰、铁、钴中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述分子筛选自大孔沸 石和中孔沸石中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的催化剂,其特征在于,所述分子筛选自Y型沸 石、Beta沸石、具有MFI结构的沸石中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述耐热无机氧化物选 自氧化铝、氧化、无定型硅铝、氧化锆、氧化、氧化土金属氧化 物中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的催化剂,其特征在于,所述耐热无机氧化物选 自氧化铝、氧化硅、无定型硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化中的一 种或几种。
11.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述粘土选自高岭土、 多高岭土、蒙脱土、硅藻土、埃洛石、皂石、累托土、海泡石、凹凸棒 石、水滑石、膨润土中的一种或几种。
12.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂,其特征在于,该催化剂 还含有稀土金属组分,以催化剂总量为基准,以氧化物计,所述稀土金属组 分的含量不超过50重量%。
13.根据权利要求12所述的催化剂,其特征在于,所述稀土金属组分的 含量不超过15重量%。
14.根据权利要求12或13所述的催化剂,其特征在于,所述稀土金属选 自镧、铈、富镧混合稀土金属或富铈混合稀土金属。
15.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂,其特征在于,该催化剂 还含有磷组分,以催化剂总量为基准,以元素磷计,所述磷组分的含量不超 过15重量%。
16.根据权利要求15所述的催化剂,其特征在于,所述磷组分的含量不 超过8重量%。
17.权利要求1催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括将含有金属 组分化合物、分子筛、耐热无机氧化物和粘土的组合物与含有还原气体的气 氛接触,所述接触的温度和接触的时间足以使所述金属组分的平均价态低于 其最高氧化态,所述金属组分选自元素周期表IIIA族非铝金属、IVA族金属、 VA族金属、IB族金属、IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金 属、VIII族非贵金属中的一种或几种,组合物中各组分的含量使最终催化剂中 含有,以催化剂总量为基准,1-90重量%的分子筛,2-80重量%的耐热无机 氧化物,2-80重量%的粘土和以最高价态金属的氧化物计,0.1-30重量%的 金属组分。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述含有还原气体的气 氛指纯的还原气体或含有还原气体和惰性气体的气氛。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述纯的还原气体包括 含有1-5个原子的烃类、氢气、一氧化碳中的一种或几种。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述纯的还原气体包括 甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及其异构体、戊烷及其异构体、氢气、一氧化碳中 的一种或几种。
21.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述含有还原气体和惰 性气体的气氛包括含有1-5个碳原子的烃类、氢气、一氧化碳中的一种或几 种与惰性气体中的一种或几种的混合物,或炼油厂中的干气。
22.根据权利要求18或21所述的方法,其特征在于,所述含有还原气体 的气氛中,还原气体含量至少为10体积%。
23.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述接触的温度为100- 900℃,接触的时间为0.1秒至10小时。
24.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,含有还原气体的气氛的 用量为每克催化剂每小时不小于5毫升还原气体。
25.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,组合物中各组分的含量 使最终催化剂中含有,以催化剂总量计,10-60重量%的分子筛,10-50 重量%的耐热无机氧化物,20-60重量%的粘土和以最高价态金属的氧化物 计,0.5-20重量%的金属组分。
26.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述含有金属组分化合 物、分子筛、耐热无机氧化物和粘土的组合物中还含有稀土化合物和/或磷化 合物。
27.一种含分子筛的烃类裂化催化剂,该催化剂含有分子筛、耐热无机氧 化物、粘土和金属组分,其特征在于,以催化剂总量为基准,分子筛的含量 为1-90重量%,耐热无机氧化物的含量为2-80重量%,粘土的含量为2-80 重量%,以所述最高价态的金属氧化物计,金属组分的含量为0.1-30重量 %,所述金属组分选自元素周期表IIIA族非铝金属、IVA族金属、VA族金属、 IB族金属、IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金属、VIII族非贵金 属中的一种或几种,所述催化剂采用权利要求17-21和23-26中的任意一种 方法制备。

说明书全文

                        技术领域

发明是关于一种类裂化催化剂及其制备方法,更具体地说,是关于 一种含分子筛的烃类裂化催化剂及其制备方法

                        背景技术

近年来,出于环保的考虑,在世界范围内,对燃料油标准的要求不断提 高。以中国为例,1999年国家质量监督局制定了“车用汽油有害物质控制标 准”,按照该标准的要求,成品汽油的硫含量应小于800ppm。实际上,成品 汽油90%以上的硫来自于FCC汽油。另一方面,催化裂化原料的重质化倾向 日益严重,具有较高硫含量的中东原油在中国炼厂所占原油中的比重也越来 越大,因此,需要开发出具有更高裂化活性和脱硫性能的裂化催化剂。

US6,036,847及其同族专利EP0,798,362A2公开了一种烃类流化催化裂化 方法,其中,所述烃类进料在不存在外加氢的条件下,在一个裂化区被裂 化,并且包括催化剂颗粒的所有颗粒不断在烃类裂化区和一个催化剂再生区 循环。其中,所有颗粒中含有另外一种颗粒,该颗粒具有比催化剂颗粒较低 的裂化烃油的活性,所述活性以新鲜颗粒为基准。该颗粒基本上由和 一种非氧化钛的无机氧化物组成。所述非氧化钛的无机氧化物含有一种Lewis 酸,该Lewis酸选自下列的元素及其化合物组成的一组:镍、、锌、、 镉、铟、、汞、铊、铅、铋、(非氧化铝)和锗,所述Lewis酸负载 在氧化铝上。由于使用这种含氧化钛的助剂,裂化产物FCC汽油中硫含量得 到降低。

US5,376,608公开了一种具有脱硫作用的裂化催化剂组合物,该组合 物含有(A)分散在一种无机氧化物基质中的沸石/分子筛,(b)含Lewis酸的 氧化铝组分,该氧化铝组分含有1-50重量%的Lewis酸,所述Lewis酸选自 负载在氧化铝上的含有镍、铜、锌、银、镉、铟、锡、汞、铊、铅、铋、 硼、铝(非氧化铝)和镓的元素和氧化物的一组。

WO 99/49001A1公开了一种降低烃类组分中硫含量的组合物,该组合物含 有一种类滑石(Hydrotalcite)材料,该材料用一种Lewis酸浸渍过,该组 合物中还可以含有一种FCC催化剂。所述Lewis酸包括过渡金属,特别是 锌、铜、镍、钴、和锰的元素和化合物。

WO 01/21733A1公开了一种在热再生裂化催化剂存在下,含有有机硫化合 物烃类原料的催化裂化方法,所述催化剂含有一种降低产物硫的组分,该组 分含有一种氧化态大于零的金属组分,所述金属组分包括元素周期表第3周 期,VB族,VIIB族,VIII族,IIB族,IVA族的金属化合物或络合物,如, 锌,铁,钴,锰和镓的金属化合物或络合物。所述降低产物硫的组分包括孔 结构内含有上述金属组分的分子筛,也包括分散在催化剂载体任意位置,如 多孔氧化物载体中的上述金属组分。

WO 01/21732A1公开了一种降低裂化石油馏分中硫含量的方法,该方法包 括在提高的温度和一种裂化催化剂及一种降低产品硫含量的添加剂存在下, 将石油馏分催化裂化,得到具有较低硫含量的液体裂化产物。其中,所述降 低产品硫含量的添加剂含有一种含钒非分子筛载体,所述非分子筛载体可以 是有机或无机载体,优选的载体是无定形或次晶无机氧化物,如氧化铝,氧 化,粘土或它们的混合物。

CN1281887A公开了一种降低催化裂化石油馏分硫含量的方法,该方法包 括在高温和产品脱硫催化剂存在下,催化裂化石油原料馏分,制备低硫含量 的液态裂化产品。该脱硫催化剂含有一种孔状结构内部含有金属成分的多孔 分子筛。所述多孔分子筛可以是大孔沸石,即孔口直径至少为0.7纳米的沸 石,如Y型沸石、稀土Y型沸石(REY)、超稳Y沸石(USY)、L沸石、Beta沸 石、丝光沸石、ZSM-18沸石。所述分子筛也可以是中孔沸石,即孔口直径为 大于0.56而小于0.7纳米的沸石,如Pentasil沸石、ZSM-5沸石、ZSM-22、 ZSM-23沸石、ZSM-35沸石、ZSM-50沸石、ZSM-57沸石、MCM-22沸石、MCM- 49沸石、MCM-56沸石。所述分子筛还可以是非沸石分子筛,如具有不同硅铝 比的硅酸盐(如金属硅酸盐metallosilicate,钛硅酸盐titanosilicate)、 金属铝酸盐metalloaluminates(如锗铝酸盐Germaniumaluminates)、金属磷 酸盐metallophosphates、铝磷酸盐aluminophosphates、金属铝磷酸盐 metalloaluminophosphates、金属结合的硅铝磷酸盐metal integrated silicoaluminophosphates(MeAPSO和ELAPSO)、硅铝酸盐silicoalumino- phosphates(SAPO)、镓锗酸盐(gallogermanates)及它们的结合。

CN1261618A公开了一种催化裂化石油馏分的脱硫方法,该方法包括在高 温、裂化催化剂和产物脱硫催化剂的存在下,将含有有机硫化合物的石油原 料馏分催化裂化,生产低硫含量的液体裂化产物。所述的产物脱硫催化剂含 有一种多孔分子筛,该分子筛含有第一金属组分和第二金属组分,第一金属 组分位于分子筛孔结构内部并且氧化态大于零,第二金属组分包括位于分子 筛孔结构内部的至少一种稀土元素。所述第一种金属组分选自元素周期表第 四周期及IIB、VB、IIIA、VIII族的金属,特别是钒、锌、铁、镓。

由于上述催化剂在制备过程中都经过干燥、焙烧和/或水热处理,没有还 原过程,上述催化剂中所含的金属组分均以其最高氧化态存在。

CN1382199A公开了一种吸附剂组合物,该组合物由双金属促进剂和颗粒 状载体组成,所述双金属促进剂基本上以还原价态存在,其存在的量能在脱 硫条件下,从裂化汽油中脱除硫。所述双金属促进剂选自钴、镍、铁、锰、 铜、锌、钼、钨、银、锡、锑和钒的任意两种或多种。所述载体由与任何适 用的无机和有机载体组合的氧化锌组成。所述无机载体包括氧化硅、硅胶、 氧化铝、粘土、硅酸铝、氧化硅-氧化铝、氧化钛、氧化锆、铝酸锌、钛酸 锌、硅酸锌、铝酸、硅酸钙、硅酸镁、铝酸镁、钛酸镁、合成沸石和天然 沸石。该组合物用作从裂化汽油和柴油燃料中脱除硫的吸附剂,而不是裂化 催化剂。

本发明的目的是提供一种新的具有更高裂化活性,并且具有更高脱硫性 能的含分子筛的烃类裂化催化剂。

本发明的发明人发现,如果在裂化催化剂中引入还原态的金属组分,不仅 可以提高裂化催化剂的脱硫性能,而且,意外地,可以显著提高裂化催化剂 的裂化活性。

本发明提供的催化剂含有分子筛、耐热无机氧化物、粘土和金属组分, 其中,以催化剂总量为基准,分子筛的含量为1-90重量%,耐热无机氧化物 的含量为2-80重量%,粘土的含量为2-80重量%,以所述最高价态的金属氧 化物计,金属组分的含量为0.1-30重量%,所述金属组分以还原价态存在, 它选自元素周期表IIIA族非铝金属、IVA族金属、VA族金属、IB族金属、IIB 族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金属、VIII族非贵金属中的一种或几 种。

本发明提供的催化剂的制备方法包括将含有金属组分化合物、分子筛、 耐热无机氧化物和粘土的组合物与含有还原气体的气氛接触,所述接触的温 度和接触的时间足以使所述金属组分的平均价态低于其最高氧化态,所述金 属组分选自元素周期表IIIA族非铝金属、IVA族金属、VA族金属、IB族金属、 IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金属、VIII族非贵金属中的一种或 几种,组合物中各组分的含量使最终催化剂中含有,以催化剂总量为基准, 1-90重量%的分子筛,2-80重量%的耐热无机氧化物,2-80重量%的粘土和 以最高价态金属的氧化物计,0.1-30重量%的金属组分。

现有技术相比,本发明提供的催化剂具有更高脱硫活性,而且出人意 料地,还具有更高的裂化活性。例如,采用本发明提供的MOY沸石含量为30重 量%,氧化铝的含量为34重量%,高岭土的含量为35重量%,以Co2O3计,钴 含量为1重量%,钴的平均价态为+1.5(钴的平均价态为与钴的最高价态的比 值为0.5)的催化剂,(经过800℃8小时水蒸汽老化,减活后再还原),在反 应温度为500℃,重时空速为16小时-1,剂油重量比为4.0的条件下,对硫含量 为2.0重量%,馏程为329-550℃的减压蜡油进行催化裂化,转化率高达78.6 重量%,汽油产物中的硫含量只有416.7毫克/升。而采用沸石含量相同,不 含钴的裂化催化剂和各组分含量均相同,只是钴的价态为其最高价态(+2价) 的催化剂,在相同的条件下,对相同的原料油进行催化裂化,转化率分别只 有68.9重量%和75.1重量%,汽油产物中的硫含量分别高达758.3毫克/升和 670.6毫克/升。

                    具体实施方式

按照本发明提供的催化剂,所述分子筛的含量为1-90重量%,耐热无机 氧化物的含量为2-80重量%,粘土的含量为2-80重量%,以最高价态金属的 氧化物计,所述金属组分的含量为0.1-30重量%。优选情况下,所述分子筛 的含量为10-60重量%,耐热无机氧化物的含量为10-50重量%,粘土的含量 为20-70重量%,以最高价态金属的氧化物计,所述金属组分的含量为0.5-20 重量%。

所述还原价态指所述金属的平均价态为零价或高于零价并低于其最高氧化 态。优选情况下,所述金属的平均价态与其最高价态的比值为0-0.95,更优 选情况下,该比值为0.1-0.7。

这里所述金属的最高价态是指经充分氧化后,能稳定存在的金属氧化物 中所述金属的最高氧化态。例如,元素周期表IIIA族非铝金属的最高氧化态一 般为+3价(如镓);IVA族金属的最高氧化态一般为+4价;VA族金属的最高氧 化态一般为+5价;IB族金属的最高氧化态一般为+2价(如铜)或+1价(如银); IIB族金属的最高氧化态一般为+2价;VB族金属的最高氧化态一般为+5价; VIB族金属的最高氧化态一般为+6价;VIIB族金属的最高氧化态一般为+4价 (如锰)或+7价(如铼);VIII族非贵金属的最高氧化态一般为+3价(如铁或 钴)或+2价(如镍)。

测定所述金属平均价态的方法如下:

精确称取约0.4克催化剂,放入TPD/R/O分析测试仪的样品池中,通入氢 气含量为5体积%的氢气与氮气的混合气,氢气的流量为20毫升/分钟,将样 品池以10℃/分钟的速度,从室温升温至1000℃,对样品池中的催化剂进行程 序升温还原,分别测定还原前和还原后催化剂上金属组分的TPR特征峰,根据 以下公式计算金属的平均价态:

βM=βM′-2f(A1-A)/N

其中:βM为催化剂中金属组分M的平均价态,βM′为催化剂中金属组分M的最高 价态;A为金属组分M以还原价态存在的催化剂中金属M的TPR特征峰面积;A1 为金属组分M以最高氧化态存在的催化剂中金属M的TPR特征峰面积;N为催化 剂中金属组分M的含量(单位为摩尔);f为校正因子,其测定方法如下:精确 称取约6.5毫克CuO放入上述TPD/R/O分析测试仪的样品池中,在上述条件下, 测定CuO完全被还原的TPR特征峰面积K2,按还原反应的化学计量数计算耗氢量 (摩尔)K1,f即为耗氢量与TPR特征峰面积之比,即f=K1/K2,f的单位为摩 尔/TPR特征峰面积。

由于每个金属的TPR特征峰的位置不同,因此,即使催化剂中含有2种 以上金属组分,也可以测定出每个金属的TPR特征峰。

所述金属组分选自元素周期表IIIA族非铝金属、IVA族金属、VA族金属、 IB族金属、IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族金属、VIII族非贵金属 中的一种或几种。所述IIIA族非铝金属包括镓、铟、铊。所述IVA族金属包括 锗、锡、铅。所述VA族金属包括锑、铋。所述IB族金属包括铜、银。所述 IIB族金属包括锌、镉。所述VB族金属包括钒、铌、钽。所述VIB族金属包括 铬、钼、钨。所述VIIB族金属包括锰、锝、铼。所述VIII族非贵金属包括铁、 钴、镍。所述金属组分优选为镓、锗、锡、锑、铋、铅、铜、银、锌、镉、 钒、钼、钨、锰、铁、钴、镍中的一种或几种,更优选为镓、锡、铜、银、 锌、钒、钼、锰、铁、钴中的一种或几种。

所述金属组分可以同时存在于分子筛、耐热无机氧化物和粘土中,也可以 存在于分子筛、耐热无机氧化物和粘土的任意两种中,还可以存在于分子 筛、耐热无机氧化物和粘土的任意一种中。

按照本发明一个具体的实施方案,所述金属组分,特别是当所述金属组分 为钒、镍和/或铁时,存在于耐热无机氧化物和/或粘土中。

按照本发明另外一个具体的实施方案,所述金属组分,特别是当所述金属 组分为铁时,存在于分子筛中。

所述分子筛选自用作裂化催化剂活性组分的沸石和非沸石分子筛中的一 种或几种。这些沸石和分子筛为本领域技术人员所公知。

所述沸石优选为大孔沸石和中孔沸石中的一种或几种。所述大孔沸石为 具有至少0.7纳米环开口的孔状结构的沸石,如八面沸石、L沸石、Beta沸 石、Ω沸石、丝光沸石、ZSM-18沸石中的一种或几种,特别是Y型沸石,如 含磷和/或稀土的Y型沸石、超稳Y沸石、含磷和/或稀土的超稳Y沸石, Beta沸石中的一种或几种。

所述中孔沸石为具有大于0.56纳米小于0.7纳米环开口的孔状结构的沸 石,如具有MFI结构的沸石(如ZSM-5沸石),含磷和/或稀土的具有MFI结构 的沸石(如含磷和/或稀土ZSM-5沸石,CN1194181A公开的含磷的具有MFI结 构的沸石)、ZSM-22沸石、ZSM-23沸石、ZSM-35沸石、ZSM-50沸石、ZSM-57 沸石、MCM-22沸石、MCM-49沸石、MCM-56沸石中的一种或几种。

所述非沸石分子筛指沸石中的铝和/或硅部分或全部被其它元素如磷、 钛、镓、锗中的一种或几种取代的分子筛。这些分子筛的实例包括具有不同 硅铝比的硅酸盐(如金属硅酸盐metallosilicate、钛硅酸盐 titanosilicate)、金属铝酸盐metalloaluminates(如锗铝酸盐 Germaniumaluminates)、金属磷酸盐metallophosphates、铝磷酸盐 aluminophosphates、金属铝磷酸盐metalloaluminophosphates、金属结合的 硅铝磷酸盐metal integrated silicoaluminophosphates(MeAPSO和 ELAPSO)、硅铝酸盐silicoaluminophosphates(SAPO)、镓锗酸盐 (gallogermanates)中的一种或几种。特别是SAPO-17分子筛、SAPO-34分子 筛和SAPO-37分子筛中的一种或几种。

优选情况下,所述分子筛选自Y型沸石,如含磷和/或稀土的Y型沸石、 超稳Y沸石、含磷和/或稀土的超稳Y沸石,Beta沸石或具有MFI结构的沸 石,包括含磷和/或稀土的具有MFI结构的沸石中的一种或几种。

所述耐热无机氧化物选自用作现有裂化催化剂基质和粘结剂组分的耐热 无机氧化物中的一种或几种,如氧化铝、氧化硅、无定型硅铝、氧化锆、氧 化钛、氧化硼、土金属氧化物中的一种或几种。优选氧化铝、氧化硅、无 定型硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化钙中的一种或几种。这些耐热无 机氧化物为本领域技术人员所公知。

所述粘土选自用作裂化催化剂活性组分的粘土中的一种或几种,如高岭 土、多水高岭土、蒙脱土、硅藻土、埃洛石、皂石、累托土、海泡石、凹凸 棒石、水滑石、膨润土中的一种或几种。更优选的粘土为高岭土。这些粘土 为本领域技术人员所公知。

本发明提供的催化剂还可以含有稀土金属组分,所述稀土金属组分以金 属和/或化合物的形式存在。所述稀土金属组分可以同时存在于分子筛、耐热 无机氧化物和粘土中,也可以存在于分子筛、耐热无机氧化物和粘土的任意 两种中,还可以存在于分子筛、耐热无机氧化物和粘土的任意一种中。所述 稀土金属选自镧系和锕系稀土金属中的一种或几种,优选为镧、铈、镨、 钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或几种,更优 选为镧、铈、富镧混合稀土金属或富铈混合稀土金属。以催化剂总量为基 准,以氧化物计,所述稀土金属组分的含量不超过50重量%,优选不超过15 重量%。

本发明提供的催化剂还可以含有磷组分,所述磷组分以磷的化合物,如 磷的氧化物和/或磷酸盐的形式存在。所述磷组分可以同时存在于分子筛、耐 热无机氧化物和粘土中,也可以存在于分子筛、耐热无机氧化物和粘土的任 意两种中,还可以存在于分子筛、耐热无机氧化物和粘土的任意一种中。以 催化剂总量为基准,以元素磷计,所述磷组分的含量不超过15重量%,优选 不超过8重量%。

在本发明的实例中,如果稀土组分和/或磷组分是制备催化剂时,所用的 分子筛本身含有的,所述分子筛的含量是含稀土组分和/或磷组分的分子筛的 含量,磷组分和稀土组分的含量不单独计算,也不单独给出。

按照本发明提供催化剂的制备方法,所述含有还原气体的气氛指纯的还 原气体或含有还原气体和惰性气体的气氛。

所述纯的还原气体的例子包括含有1-5个原子的烃类、氢气、一氧化 碳中的一种或几种,优选包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及 其各种异构体、戊烷及其各种异构体中的一种或几种。

所述惰性气体指不与所述组合物或金属化合物发生化学作用的气体,如 元素周期表0族气体,氮气、二氧化碳中的一种或几种。

所述含有还原气体和惰性气体的气氛的例子包括氢气、一氧化碳、含有 1-5个碳原子的烃类中的一种或几种与惰性气体中的一种或几种的混合物,炼 油厂中的干气。

所述含有还原气体的气氛中,还原气体的浓度没有特别限制,只要所用 还原气体的量能将所述金属还原即可。优选情况下,所述含有还原气体的气 氛中,还原气体含量至少为10体积%,更优选为50体积%。

所述接触的温度和接触的时间足以使所述金属组分的平均价态与其最高 价态的比值降低至0-0.95,优选为0.1-0.7。一般来说,所述接触的温度可 以是100-900℃,优选为400-700℃,接触的时间为0.1秒至10小时,优选 为1秒-5小时。所述接触可以是静态接触,即在一个密闭的容器中,将含有 还原气体的气氛与所述组合物接触。所述接触也可以是动态接触,即将所述 含有还原气体的气氛通过所述组合物的床层。所述接触的压没有限制,既 可以在常压下进行,也可以在高于或低于常压下进行。含有还原气体的气氛 的用量为每克催化剂每小时不小于5毫升还原气体,优选每克催化剂每小时 不小于10毫升还原气体,更优选为每克催化剂每小时100-2000毫升还原气 体。

组合物中各组分的含量优选使最终催化剂中含有,以催化剂总量计,10- 60重量%的分子筛,10-50重量%的耐热无机氧化物,20-60重量%的粘土和 以最高价态金属的氧化物计,0.5-20重量%的金属组分。

所述含有金属组分化合物、分子筛、耐热无机氧化物和粘土的组合物可 以是现有的含有金属组分的裂化催化剂,也可以是在不含金属组分的裂化催 化剂中引入金属组分化合物后得到的组合物。

现有的含有金属组分的裂化催化剂的制备方法为本领域技术人员所公 知,在这里不再赘述。

在不含金属组分的裂化催化剂中引入金属组分化合物的方法也为常规的 方法。例如,可以采用下列方法在不含金属组分的裂化催化剂中引入金属组 分,制备所述含有金属组分化合物、分子筛、耐热无机氧化物和粘土的组合 物。

方法之一

(1)a.用含所述金属组分化合物的溶液浸渍分子筛、耐热无机氧化物、 耐热无机氧化物的前身物和/或粘土,然后干燥或不干燥;b.或者将含所述 金属组分化合物的溶液与分子筛、耐热无机氧化物、耐热无机氧化物的前身 物和/或粘土混合,然后干燥或不干燥;c.或者将所述金属组分化合物与分 子筛、耐热无机氧化物、耐热无机氧化物的前身物和/或粘土进行物理混合; d.或者将含所述金属组分化合物的溶液与分子筛、耐热无机氧化物、耐热无 机氧化物的前身物和/或粘土混合,加入所述金属组分化合物的沉淀剂,将所 述金属组分沉积到分子筛、耐热无机氧化物、耐热无机氧化物的前身物和/或 粘土中,干燥或不干燥;e.或者将含所述金属组分化合物的溶液与分子筛、 耐热无机氧化物、耐热无机氧化物的前身物和/或粘土混合,将得到的浆液制 备成胶体;f.或者将不溶于水的所述金属组分化合物与分子筛、耐热无机氧 化物、耐热无机氧化物的前身物和/或粘土及去离子水混合,将得到的浆液制 备成胶体,干燥或不干燥;

(2)将引入所述金属组分化合物的分子筛、耐热无机氧化物、耐热无机氧 化物的前身物和/或粘土,或所述混合物,或胶体与去离子水及不含金属组分 化合物的分子筛、耐热无机氧化物、耐热无机氧化物的前身物和/或粘土打 浆,制备成固含量为10-60重量%,优选为20-50重量%的浆液,干燥得到 的浆液,焙烧或不焙烧。

方法之二

将分子筛、耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物的前身物、粘土及去离 子水打浆,制备成固含量为10-60重量%,优选为20-50重量%的浆液,干 燥得到的浆液,焙烧或不焙烧,然后,用含所述金属组分化合物的溶液浸渍 干燥后的固体,或者将所述金属组分化合物的溶液与干燥后的固体混合,然 后,干燥,焙烧或不焙烧。

方法之三

将分子筛、耐热无机氧化物和/或耐热无机氧化物的前身物、粘土、去离 子水和所述金属组分化合物打浆,制备成固含量为10-50重量%,优选为20- 50重量%的浆液,干燥得到的浆液,焙烧或不焙烧。

如果催化剂中还含有稀土金属组分和/或磷组分,可以采用上面的方法单 独或与引入上述金属组分的同时引入稀土金属组分和/或磷组分,只是用稀土 金属化合物和/或磷化合物代替上述金属组分的化合物即可。所述稀土金属组 分和/或磷组分还可以是市售分子筛本身所带有的(如含稀土和/或磷的Y型 沸石或超稳Y沸石)。

其中,所述引入金属组分化合物后的干燥和浆液的干燥方法和条件为本 领域技术人员所公知,例如,干燥的方法可以是晾干、烘干、鼓干燥、喷 雾干燥。浆液的干燥方法优选喷雾干燥的方法。干燥的温度可以是室温至400 ℃,优选为100-350℃。所述浆液干燥后的焙烧和浸渍金属化合物后的焙烧条 件也为本领域技术人员所公知,一般来说,所述浆液干燥后的焙烧和浸渍金 属化合物后的焙烧温度均为400-700℃,优选为450-650℃,焙烧时间至少为 0.5小时,优选为0.5-100小时,更优选为0.5-10小时。

所述耐热无机氧化物的前身物指在所述裂化催化剂制备过程中,能形成 所述耐热无机氧化物的物质中的一种或几种。如氧化铝的前身物可选自水合 氧化铝(如拟薄水铝石)和/或铝溶胶。氧化硅的前身物可选自硅溶胶,硅凝 胶和水玻璃中的一种或几种。无定形硅铝的前身物可选自硅铝溶胶,硅溶胶 和铝溶胶的混合物,硅铝凝胶中的一种或几种。其它耐热无机氧化物的前身 物可选自其氢氧化物,如锆、钛、碱土金属的氢氧化物、硼酸。

所述金属组分化合物可以是所述金属的可溶于水的化合物,也可以是难 溶于水和/或不溶于水的化合物,如元素周期表IIIA族非铝金属、IVA族金 属、VA族金属、IB族金属、IIB族金属、VB族金属、VIB族金属、VIIB族 金属、VIII族非贵金属的硝酸盐、氯化物、氢氧化物、氧化物中的一种或几 种,特别是镓、锡、铜、银、锌、钒、钼、锰、铁、钴的硝酸盐、氯化物、 氢氧化物、氧化物中的一种或几种。

所述稀土金属化合物可以是稀土金属的可溶于水的化合物,也可以是难 溶于水和/或不溶于水的化合物,如稀土金属的氯化物、硝酸盐、氢氧化物、 氧化物中的一种或几种。

所述磷化合物可以是所述磷的可溶于水的化合物,也可以是难溶于水和/ 或不溶于水的化合物,如磷酸、亚磷酸,铵的磷酸盐、碱金属的磷酸盐、磷 的氧化物、磷酸铝中的一种或几种。

本发明提供的催化剂可作为FCC催化剂单独使用,也可以作为脱硫助剂 与现有各种裂化催化剂混合使用。根据原料油中硫的含量和汽油产品所要求 的硫含量,确定催化剂混合物中所含本发明提供的催化剂的比例,通常情况 下,本发明提供的催化剂占催化剂混合物的至少0.1重量%,优选为至少1 重量%,更优选为至少3重量%,最好是至少10重量%。此外,作为裂化催 化剂助剂,本发明提供的催化剂还可与其它助剂,如助燃剂、硫转移催化 剂、辛烷值助剂等一起与现有裂化催化剂混合使用。

本发明提供的催化剂无论作为主催化剂还是助剂,其使用的条件为一般 烃类裂化过程常规的反应条件,如反应温度为400-700℃,优选为450-600 ℃,重时空速为10-120小时-1,优选为10-80小时-1,剂油重量比为1-20, 优选为3-15。也可以用于深度催化裂化工艺或催化裂解工艺。

本发明提供的催化剂可作为主催化剂对不含硫的烃油进行催化裂化,以 提高烃油的转化率。本发明提供的催化剂也可作为主催化剂或助剂,对含硫 烃油进行催化裂化,以提高烃油的转化率并同时降低裂化产物中的硫含量。 这些烃油选自石油及其各种馏分,如含硫或不含硫的常压渣油、减压渣油、 减压蜡油,常压蜡油,直馏蜡油,丙烷轻/重脱油和焦化蜡油以及经过加氢处 理的常压渣油、减压渣油、减压蜡油,常压蜡油中的一种或几种。

下面的实施例将对本发明做进一步说明。

实例中除非特别说明,所用高岭土为苏州高岭土公司出品,其固含量为 76重量%;所用拟薄水铝石为山东淄博501厂出品,其固含量为62重量%; 所用铝溶胶为齐鲁催化剂厂出品,其Al2O3含量为21重量%;所用硅溶胶为齐 鲁催化剂厂出品,其SiO2含量为27重量%;金属组分的化合物均为化学纯。

新鲜裂化催化剂中沸石的裂化活性很高,在实际的工业生产中,催化剂 循环使用,新鲜催化剂经反应一段时间后,其活性达到一个相对平稳的水 平,因此,判断催化剂的真实活性就应该将催化剂减活至与工业平衡剂相应 的水平,这可以通过将催化剂进行水热老化,使其中的沸石减活来达到。本 发明下面的实例中,在还原之前均有一个老化催化剂的步骤,加入该步骤是 为了便于评判催化剂的活性,而不是说本发明提供的催化剂的制备方法需要 有这个老化的步骤。实际上,在工业生产中,该老化步骤是不必要的。

                        实施例1

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

将高岭土、拟薄水铝石、浓度30重量%的硝酸钴水溶液混合,加入去离 子水,混合均匀,在快速搅拌下缓慢加入浓度为36.5体积%的盐酸,调节浆 液的pH值至2.0,加入含磷和稀土的HY沸石(工业牌号为MOY,晶胞常数 为24.59埃,Na2O含量为1.5重量%,以元素磷计,磷含量为1.2重量%, 稀土氧化物含量为8.5重量%,其中,氧化镧含量为4.5重量%,氧化铈含 量为1.1重量%,其它稀土氧化物含量为2.9重量%,齐鲁催化剂厂出 品),混合均匀。去离子水的用量使得到的浆液的固含量为25重量%。高岭 土、拟薄水铝石、MOY沸石和硝酸钴水溶液的用量使高岭土干基重量、Al2O3、 MOY沸石干基重量和Co2O3的重量的比值为35.0∶34.0∶30.0∶1.0。

将得到的浆液在150℃的温度下喷雾干燥,在550℃下焙烧1小时,然后 在800℃,用100%水蒸气老化6小时。将得到的催化剂200克装入固定床还 原反应器中,在400℃温度下,通入流量为1000毫升/分钟的氢气,使氢气与 所述固体接触0.5小时,将反应器的温度降至室温,卸下还原后的固体,得 到本发明提供的催化剂C1。催化剂C1的组成及金属组分的种类、分布、平均 价态和平均价态与其最高价态的比值列于表1中。表1中催化剂组成由计算 得到,金属组分的含量以所述金属组分最高氧化态的氧化物计。

                        实施例2

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是,所述固体与氢气接触的温度为 500℃,接触时间为3小时,得到本发明提供的催化剂C2。催化剂C2的组成 及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值列于表1 中。

                        实施例3

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

用3.65公斤浓度为10重量%的六水硝酸钴水溶液浸渍3.0公斤(干基 重)高岭土,120℃烘干,600℃焙烧1小时,得到含Co2O3 2.78重量%的高 岭土。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是用含Co2O3 2.78重量%的高岭土 代替实例1所述高岭土,不加硝酸钴水溶液,得到本发明提供的催化剂C3。 催化剂C3的组成及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价 态的比值列于表1中。

                        对比例1

本对比例说明不含金属组分的参比催化剂及其制备方法。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是不加入硝酸钴水溶液,没有在固 定床反应器中将固体与氢气接触的过程,并且高岭土、拟薄水铝石、MOY沸石 的用量使高岭土干基重量、拟薄水铝石干基重量、MOY沸石干基重量的比值为 35.0∶35.0∶30.0。得到分子筛和高岭土含量相同,不含金属组分的参比催 化剂CB1。CB1的组成列于表1中。

                        对比例2

本对比例说明含有最高氧化态金属组分的参比催化剂及其制备方法。。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是,没有在固定床反应器中将固体 与氢气接触的过程,得到参比催化剂CB2。CB2的组成列于表1中。

                        对比例3

本对比例说明含有最高氧化态金属组分的参比催化剂及其制备方法。

按实例3的方法制备催化剂,不同的是,没有在固定床反应器中将固体 与氢气接触的过程,得到参比催化剂CB3。CB3的组成列于表1中。

表1   实例编号   1   2   3   对比例1   对比例2   对比例3   催化剂编号   C1   C2   C3   CB1   CB2   CB3   分子筛种类   MOY   MOY   MOY   MOY   MOY   MOY   分子筛含量,重量%   30.0   30.0   30.0   30.0   30.0   30.0   耐热无机氧化物种类   Al2O3   Al2O3   Al2O3   Al2O3   Al2O3   Al2O3   耐热无机氧化物含量,   重量%   34.0   34.0   34.0   35.0   34.0   34.0   粘土种类   高岭土   高岭土   高岭土   高岭土   高岭土   高岭土   粘土含量,重量%   35.0   35.0   35.0   35.0   35.0   35.0   金属组分种类   Co   Co   Co   -   Co   Co   金属组分含量,重量%   1.0   1.0   1.0   -   1.0   1.0   金属组分平均价态   +1.5   0   +1.5   -   +3   +3   金属组分平均价态与其   最高价态的比值   0.5   0   0.5   -   1   1   金属组分分布   均匀分布在催   化剂中   均匀分布在   催化剂中   均匀分布在   粘土中   -   均匀分布在   催化剂中   均匀分布   在粘土中

                        实施例4

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

(1)用3.19公斤浓度为7.0重量%的硝酸锌水溶液浸渍3.0公斤(干 基重)高岭土,120℃烘干,600℃焙烧1小时,得到含ZnO 3.1重量%的 高岭土。

(2)将500克NaY(Na2O含量11重%,硅铝比为5.6,长岭催化剂厂生 产)与10升0.15摩尔/升的氯化铵水溶液在60℃下交换1小时,过滤后的滤 饼在550℃焙烧2小时。将其再按上述步骤交换和焙烧两次,得到氧化钠含量 为0.3重量%的HY沸石。

(3)按实例1的方法制备催化剂,不同的是用(1)制备的含ZnO的高 岭土代替实例1所述高岭土,不加硝酸钴,用(2)制备的HY沸石代替MOY; 所述含ZnO的高岭土、拟薄水铝石、HY沸石的用量使高岭土干基重量、 Al2O3、HY沸石干基重量和ZnO的重量的比值为25.0∶19.2∶55.0∶0.8;还 原的气氛为氢气含量50体积%和一氧化碳含量50体积%的氢气和一氧化碳 的混合气,混合气的流量为2000毫升/分钟,所述固体与混合气接触的温度 为800℃,接触时间为3小时,得到本发明提供的催化剂C4。催化剂C4的组 成及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值列于 表2中。

                    实施例5

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

用2.90公斤浓度为10重量%的硝酸铁水溶液浸渍3.0公斤(干基重) 高岭土,120℃烘干,600℃焙烧2小时,得到含Fe2O3 3.1重量%的高岭土。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是用上述含Fe2O3的高岭土代替实例 1所述高岭土,不加硝酸钴,用实例4中(2)制备的HY沸石代替MOY;所述 含Fe2O3的高岭土、拟薄水铝石、HY沸石的用量使高岭土干基重量、Al2O3、HY 沸石干基重量和Fe2O3的重量的比值为25.0∶19.2∶55.0∶0.8;还原的气氛 为氢气含量50体积%和一氧化碳含量50体积%的氢气和一氧化碳的混合 气,混合气的流量为1200毫升/分钟,所述固体与混合气接触的温度为600 ℃,接触时间为0.5小时,得到本发明提供的催化剂C5。催化剂C5的组成及 金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值列于表2 中。

                    实施例6

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

用3.36公斤浓度为20.0重量%的硝酸铜水溶液浸渍2.925公斤(干基 重)高岭土和0.075公斤二氧化钛的混合物,120℃烘干,600℃焙烧2小 时,得到含CuO 8.68重量%的高岭土。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是用上述含CuO的高岭土代替实例1 所述高岭土,不加硝酸钴,用超稳Y沸石(工业牌号为DASY,晶胞常数为 24.45埃,Na2O含量为1.0重量%,齐鲁催化剂厂出品)代替MOY;含CuO的 高岭土、拟薄水铝石、DASY沸石的用量使高岭土干基重量、TiO2、Al2O3、 DASY沸石干基重量和CuO的重量的比值为39.0∶1.0∶26.2∶30∶3.8;还原 的气氛为氢气含量50体积%和一氧化碳含量50体积%的氢气和一氧化碳的 混合气,混合气的流量为1000毫升/分钟,所述固体与混合气接触的温度为 400℃,接触时间为0.5小时,得到本发明提供的催化剂C6。催化剂C6的组 成及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值列于 表2中。

                        实施例7

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

用3.34公斤浓度为5.0重量%的硝酸锰水溶液浸渍3.0公斤(干基重) 高岭土,120℃烘干,550℃焙烧2小时,得到含MnO2 2.63重量%的高岭土。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是用上述含MnO2的高岭土代替实例 1所述高岭土,不加硝酸钴;用DASY沸石和含磷和稀土的具有MFI结构的沸 石(工业牌号为ZRP-1,以元素磷计,磷含量为2.0重量%,稀土氧化物含 量为1.0重量%,其中,氧化镧含量为0.53重量%,氧化铈含量为0.13重 量%,其它稀土氧化物含量为0.34重量%,Na2O含量小于0.1重量%,SiO2与Al2O3的摩尔比为60,齐鲁催化剂厂出品)代替MOY;含MnO2的高岭土、拟 薄水铝石、DASY沸石和ZRP-1沸石的用量使高岭土干基重量、Al2O3、DASY沸 石干基重量、ZRP-1沸石干基重量和MnO2的重量的比值为37.0∶27.0∶30.0∶ 5.0∶1.0。还原的气氛为氢气含量80体积%和丙烷含量20体积%的氢气和 丙烷的混合气,混合气的流量为1500毫升/分钟,所述固体与混合气接触的 温度为500℃,接触时间为1小时,得到本发明提供的催化剂C7。催化剂C7 的组成及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值 列于表2中。

表2   实例编号   4   5   6   7   催化剂编号   C4   C5   C6   C7   分子筛种类   HY   HY   DASY   DASY+ZRP   分子筛含量,重量%   55.0   55.0   30.0   35.0   耐热无机氧化物种类   Al2O3   Al2O3   Al2O3+TiO2   Al2O3   耐热无机氧化物含量,重量%   19.2   19.2   27.2   27.0   粘土种类   高岭土   高岭土   高岭土   高岭土   粘土含量,重量%   25.0   25.0   39.0   37.0   金属组分种类   Zn   Fe   Cu   Mn   金属组分含量,重量%   0.8   0.8   3.8   1.0   金属组分平均价态   +1.4   +2.0   +0.6   +1.5   金属组分平均价态与其最高价态的比值   0.70   0.67   0.3   0.38   金属组分分布   均匀分布   在粘土中   均匀分布   在粘土中   分布在粘土和耐   热无机氧化物中   均匀分布在   粘土中

                    实施例8

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

用3.22公斤浓度为5.0重量%的钼酸铵((NH4)6Mo7O24.4H2O)水溶液浸 渍3.0公斤(干基重)高岭土和0.5公斤(干基重)硅藻土(固含量为85.0 重量%,浙江省嵊州市华力硅藻土厂出品)的混合物,120℃烘干,然后再用 2.41公斤浓度为2.0重量%的硝酸银水溶液浸渍,120℃烘干,600℃焙烧2 小时,得到含MoO3 3.58重量%和Ag2O 0.90重量%的高岭土和硅藻土的混合 物。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是用上述含MoO3和Ag2O的高岭土和 硅藻土代替实例1所述高岭土,不加硝酸钴,含MoO3和Ag2O的高岭土和硅 藻土、拟薄水铝石、MOY沸石的用量使高岭土和硅藻土干基重量、Al2O3、MOY 沸石干基重量、MoO3和Ag2O的重量的比值为32.0∶21.5∶45.0∶1.2∶ 0.3。还原的气氛为氢气含量50体积%的氮气与氢气的混合,混合气的流量 为2500毫升/分钟,所述固体与混合气接触的温度为650℃,接触时间为1小 时,得到本发明提供的催化剂C8。催化剂C8的组成及金属组分的种类、分 布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值列于表3中。

                        实施例9

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

在搅拌下,用2.97公斤浓度为2.0重量%的偏钒酸铵(NH4VO3)水溶液 浸渍3.0公斤(干基重)高岭土和0.08公斤氧化镁的混合物,120℃烘干得 到的浆液,550℃焙烧2小时,得到含MgO 2.46重量%,V2O5 1.48重量%的 高岭土。

按实例1的方法制备催化剂,不同的是用上述含MgO和V2O5的高岭土代 替实例1所述高岭土,不加硝酸钴,用DASY沸石(规格同实例6)代替MOY 沸石;含MgO和V2O5的高岭土、拟薄水铝石、DASY沸石的用量使高岭土的干 基重量、氧化镁、Al2O3、DASY沸石干基重量和V2O5的重量的比值为39.0 ∶1.0∶24.4∶35.0∶0.6;所述固体与氢气接触的温度为550℃,氢气的流量 为1000毫升/分钟,接触时间为1小时,得到本发明提供的催化剂C9。催化 剂C9的组成及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的 比值列于表3中。

                        实施例10

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

用2.74公斤浓度为40重量%的氯化镓水溶液浸渍3.0公斤(干基重) 高岭土和0.86公斤(干基重)拟薄水铝石的混合物,120℃烘干,600℃焙烧 2小时,得到含Ga2O313.1重量%的高岭土和氧化铝的混合物。

将含Ga2O3的高岭土和氧化铝的混合物、硅溶胶与去离子水混合均匀,再 加入DASY沸石和ZRP-1沸石,混合均匀,去离子水的用量使得到的浆液的固 含量为25重量%,含Ga2O3的高岭土和氧化铝的混合物、硅溶胶、超稳Y沸石 和具有MFI结构的沸石的用量使高岭土干基重量、氧化铝、氧化硅、DASY沸 石干基重量ZRP-1沸石干基重量和Ga2O3的重量的比值为35.0∶10∶13.2∶ 30∶5∶6.8。

将得到的浆液在150℃的温度下喷雾干燥,在550℃下焙烧2小时,然后 在800℃,用100%水蒸气老化8小时。将得到的固体200克装入固定床还原 反应器中,在600℃温度下,通入流量为3000毫升/分钟的氢气,使氢气与所 述固体接触2小时,使反应器的温度降至室温,卸下还原后的固体,得到本 发明提供的催化剂C10。催化剂C10的组成及金属组分的种类、分布、平均价 态和平均价态与其最高价态的比值列于表3中。

                    实施例11

本实施例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。

将3.15公斤浓度为6.0重量%的氯化亚锡SnCl2水溶液、0.6公斤(干基 重)硅溶胶和3.0公斤(干基重)高岭土混合均匀,120℃烘干,550℃焙烧3 小时,得到含SnO2 4.0重量%的高岭土和氧化硅的混合物。

将含SnO2的高岭土和氧化硅的混合物、铝溶胶与去离子水混合均匀,再 加入DASY沸石和ZRP-1沸石,混合均匀,去离子水的用量使得到的浆液的固 含量为25重量%,含SnO2的高岭土和氧化硅的混合物、铝溶胶、DASY沸石和 ZRP-1沸石的用量使高岭土干基重量、氧化铝、氧化硅、DASY沸石干基重 量、ZRP-1沸石干基重量和SnO2的重量的比值为40.0∶20.0∶8.0∶25∶ 5∶2.0。将得到的浆液在150℃的温度下喷雾干燥,在550℃下焙烧2小时, 然后在800℃,用100%水蒸气老化8小时。

将得到的固体200克装入固定床还原反应器中,在650℃温度下,通入流 量为1000毫升/分钟的氢气,使氢气与所述固体接触1小时,使反应器的温 度降至室温,卸下还原后的固体,得到本发明提供的催化剂C11。催化剂C11 的组成及金属组分的种类、分布、平均价态和平均价态与其最高价态的比值 列于表3中。

表3   实例编号   8   9   10   11   催化剂编号   C8   C9   C10   C11   分子筛种类   MOY   DASY   DASY+ZRP-1   DASY+ZRP-1   分子筛含量,重量%   45.0   35.0   35.0   30.0   耐热无机氧化物种类   Al2O3   Al2O3+MgO   Al2O3+SiO2   Al2O3+SiO2   耐热无机氧化物含量,   重量%   21.5   25.4   23.2   28.0   粘土种类   高岭土+硅藻土   高岭土   高岭土   高岭土   粘土含量,重量%   32.0   39.0   35.0   40.0   金属组分种类   Mo、Ag   V   Ga   Sn   金属组分含量,重量%   Mo  1.2   Ag  0.3   0.6   6.8   2.0   金属组分平均价态   Mo  +3.0   Ag  0   +2.3   +1.5   +2.2   金属组分平均价态与其   最高价态的比值   Mo  0.5   Ag  0   0.46   0.5   0.55   金属组分分布   均匀分布在粘土   中   均匀分布在粘土   和氧化镁中   分布在粘土和氧   化铝中   分布在粘土和氧   化硅中

                        实例12-23

下面的实例说明本发明提供的催化剂的催化性能。

在小型固定床反应装置上,采用本发明提供的催化剂C1-C11,对表4所 列的馏程为329-550℃的含硫减压蜡油进行催化裂化,催化剂装量4.0g。反 应条件和反应结果列于表5-7中。裂化产物中硫含量测定方法采用气相色谱 -原子发射光谱法,在HP 6890GC-G2350A AED气相色谱-原子发射光谱仪上 测定。

其中,剂油比指催化剂与所述原料油的重量比。

                    对比例4-6

下面的对比例说明参比催化剂的催化性能。

按实例13的方法对相同的原料油进行催化裂化,不同的是所用催化剂分 别为参比催化剂CB1、CB2和CB3,反应条件和反应结果列于表5中。

表4   原料油名称   常压渣油   减压蜡油   密度(20℃),克/厘米3   0.8906   0.9154   粘度,毫米2/秒   50℃   -   34.14   100℃   24.84   6.96   沥青质,重量%   0.8   0.0   康氏残炭,重量%   4.3   0.18   S,重量%   0.13   2.0   馏程,℃   IBP   282   329   10%   370   378   50%   553   436   90%   -   501   95%   -   518   FBP   -   550

表5   实例编号   13   14   15   对比例4   对比例5   对比例6   催化剂编号   C1   C2   C3   CB1   CB2   CB3   反应温度,℃   500   500   500   500   500   500   重时空速,小时-1   16   16   16   16   16   16   剂油比   4   4   4   4   4   4   转化率,重量%   78.6   76.8   78   68.9   75.1   74   产物收率,重量%   干气   2   2.5   1.9   2.2   1.8   1.9   液化气   15.9   15.0   15.8   12.6   15.9   14.8   汽油   52   50.3   51.8   45.2   47.9   47.5   柴油   14.3   15.3   15.2   14.8   13.8   14.2   重油   7.1   7.9   6.8   16.3   11.1   11.8   焦炭   8.7   9   8.5   8.9   9.5   9.8   汽油含硫量,毫克/升   416.7   475.6   403.5   758.3   670.6   681.2

表5的结果说明,与沸石含量相同,不含金属组分的催化剂及各组分含 量相同,只是所述金属组分以氧化态存在的催化剂相比,本发明提供的催化 剂的裂化活性得到大幅度提高,并且脱硫活性也得到大幅度提高。

表6   实例编号   16   17   18   19   催化剂编号   C4   C5   C6   C7   反应温度,℃   480   480   480   480   重时空速,小时-1   16   16   16   16   剂油比   5   5   5   5   转化率,重量%   83.2   82.1   75.1   80.6   产物收率,重量%   干气   2.3   2.2   2   2.1   液化气   13.2   14.8   10.5   17.4   汽油   58.6   56.2   54   51.8   柴油   6.3   8.1   11.9   13.3   重油   10.5   9.8   13   6.1   焦炭   9.1   8.9   8.6   9.3   汽油含硫量,毫克/升   530.5   562   421.3   454.2

表7   实例编号   20   21   22   23   催化剂编号   C8   C9   C10   C11   反应温度,℃   520   520   520   520   重时空速,小时-1   16   16   16   16   剂油比   3.5   3.5   3.5   3.5   转化率,重量%   83.2   75.6   74.5   67.9   产物收率,重量%   干气   2.5   2.3   1.9   2.2   液化气   14.8   13.5   15   13.6   汽油   56.6   50.2   48.2   43.5   柴油   9.3   11.2   13.2   13.2   重油   7.5   13.2   12.3   18.9   焦炭   9.3   9.6   9.4   8.6   汽油含硫量,毫克/升   415.2   423.6   520.1   489.3

                    实例24-25

下面的实例说明本发明提供的催化剂的催化性能。

将工业牌号为MLC500工业裂化催化剂(齐鲁催化剂厂出品)在800℃, 用100%水蒸气老化8小时,分别与本发明提供的催化剂C1和C8混合,得到 含20重量%C1和80重量%MLC500的催化剂混合物和含5重量%C8和95重量 %MLC500的催化剂混合物,在小型固定床反应装置上,分别用上述催化剂混合 物,对表4所示常压渣油含量为20重量%和减压蜡油含量为80重量%的混 合油进行催化裂化,反应条件和反应结果列于表8中。

                        对比例7

下面的实例说明只用工业催化剂MLC500的情况。

按实例24-25的方法催化裂化相同的原料油,不同的是,所用催化剂是 在同样条件下老化的MLC500,反应结果列于表8中。

表8   实例编号   24   25   对比例7   催化剂   20%C1+80%MLC500   5%C8+95%MLC500   MLC500   反应温度,℃   500   500   500   重时空速,小时-1   20   20   20   剂油比   6.0   6.0   6.0   转化率,重量%   75.3   72.1   70.3   产物收率,重量%   干气   1.8   1.7   1.6   液化气   21.1   18.7   18.9   汽油   45.4   44.9   43.5   柴油   17.5   19.9   20.8   重油   7.2   8.0   8.9   焦炭   7.0   6.8   6.3   汽油含硫量,毫克/升   626.5   725.4   856.3

表8的结果表明,使用本发明提供的催化剂做为催化裂化催化剂助剂, 同样可以达到大幅度降低汽油硫含量的效果,并且产品分布得到改善,转化 率得到显著提高。

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