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1、(10)申请公布号 CN 102847551 A (43)申请公布日 2013.01.02 CN 102847551 A *CN102847551A* (21)申请号 201110180859.1 (22)申请日 2011.06.30 B01J 29/46(2006.01) B01J 29/48(2006.01) B01J 29/40(2006.01) C07C 11/06(2006.01) C07C 4/06(2006.01) (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22 号 申请人 中国石油化工股份有限公司石油化 工科学研究院 (72)发明人。
2、 陈蓓艳 罗一斌 沈宁元 田辉平 朱玉霞 黄志青 欧阳颖 蒋文斌 宋海涛 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 王景朝 庞立志 (54) 发明名称 一种提高低碳烯烃浓度的裂化助剂 (57) 摘要 一种提高低碳烯烃浓度的裂化助剂, 含有含 第一粘土的磷铝无机粘结剂, 改性 MFI 分子筛、 其 它无机粘结剂以及族金属添加剂, 含或不含第 二粘土, 所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂包 括以 Al2O3计 15 40 重量铝组分、 以 P 2O5计 45 80 重量的磷组分以及以干基计 1 40 重 量的第一粘土。该裂化助剂用于石油烃催化裂 化, 能增加催化裂化液。
3、化气产率, 显著地提高液化 气中的低碳烯烃尤其是丙烯浓度, 具有较高的重 油转化能力。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 14 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 14 页 1/2 页 2 1. 一种提高液化气丙烯浓度的催化裂化助剂, 以所述助剂的干基重量为基准, 含有以 干基计 10 75 重量的改性 MFI 分子筛、 以 Al2O3、 P2O5及第一粘土干基重量之和计 3 30 重量的含第一粘土的磷铝无机粘结剂, 以氧化物计 3 30 重量的其它无机粘结剂、 以氧化物计 0.5 15 重量的族金属添加剂和以干基计 0。
4、 60 重量的第二粘土 ; 其 中, 以所述含第一粘土的磷铝无机粘结剂干基重量为基准, 所述含第一粘土的磷铝无机粘 结剂包括以 Al2O3计 15 40 重量铝组分、 以 P2O5计 45 80 重量的磷组分以及以干基 计 1 40 重量的第一粘土, 且其 P/Al 重量比为 1 6 ; 所述改性 MFI 分子筛其无水化学 表达式, 以氧化物的重量计为 : (0 0.3)Na2O(0.5 6)Al2O3(1.3 10)P2O5(0.7 15)MxOy(70 97)SiO2, x 表示所述过渡金属 M 的原子数, y 表示满足所述过渡金属 M 的氧 化态所需的一个数 ; 所述过渡金属 M 选自 。
5、Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Sn、 Bi 中的一种或几种。 2.按照权利要求1所述的助剂, 其特征在于, 所述的改性MFI分子筛其无水化学表达式 为 : (0 0.2)Na2O(0.9 5.5)Al2O3(1.5 7)P2O5(0.9 10)MxOy(82 92)SiO2。 3. 按照权利要求 1 或 2 所述的助剂, 其特征在于, 所述的 MFI 分子筛为 ZSM-5。 4. 按照权利要求 1 所述的助剂, 其特征在于, 所述的第一粘土为高岭土、 海泡石、 凹凸 棒、 累托土、 蒙脱土以及硅藻土中的一种或几种 ; 所述的第一粘土优选包括累托土 ; 所述第 二粘土包括高岭土。
6、、 偏高岭土、 硅藻土、 海泡石、 凹凸棒石、 蒙脱石和累托石中一种或几种 ; 所述的其它无机物粘结剂包括拟薄水铝石、 铝溶胶、 硅铝溶胶、 水玻璃和磷铝溶胶中的一种 或几种。 5. 按照权利要求 1 所述的助剂, 其特征在于, 所述的族金属为 Fe、 Co 和 Ni 中的一种 或几种。 6.按照权利要求15任一项所述的助剂, 其特征在于, 所述的助剂含有以P2O5计0 25 重量的磷添加剂。 7. 按照权利要求 6 所述的助剂, 其特征在于, 该助剂包括 8 25 重量的含第一粘土 的磷铝无机粘结剂、 20 60 重量的改性 MFI 分子筛、 10 45 重量的粘土、 0.5 15 重 量的。
7、VIII族金属添加剂、 525重量的其它无机粘结剂和010重量的磷添加剂。 8. 一种催化裂化助剂的制备方法, 包括将改性 MFI 分子筛、 含第一粘土的磷铝无机粘 结剂、 其它无机粘结剂混合, 加或不加入第二粘土, 打浆, 以及引入族金属添加剂 ; 其中, 所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂, 以其干基重量为基准, 含有以 Al2O3计 15 40 重 量铝组分、 以 P2O5计 45 80 重量的磷组分以及以干基计 1 40 重量粘土, 其 P/Al 重量比为 1 6, pH 值为 1 3.5, 固含量为 15 60 重量。 9. 按照权利要求 8 所述的方法, 其特征在于, 所述的含第一粘。
8、土的磷铝无机粘结剂制 备方法包括 : (1) 将氧化铝源、 第一粘土与水打浆分散成固含量为 8 45 重量的浆液 ; 所述的氧 化铝源为能被酸胶溶的氢氧化铝和/或氧化铝, 以干基计的第一粘土与以Al2O3计的氧化铝 源的重量比为 1 40 15 40 ; (2) 搅拌下向步骤 (1) 得到的浆液中按照 P/Al 1 6 的重量比例加入浓磷酸 ; (3) 将步骤 (2) 得到的浆液于 50 99温度下反应 15 90 分钟。 10. 按照权利要求 9 所述的方法, 其特征在于, 所述的 P/Al 重量比为 2 5。 11. 按照权利要求 9 所述的方法, 其特征在于, 所述的氧化铝源为 - 氧化。
9、铝、 - 氧化 权 利 要 求 书 CN 102847551 A 2 2/2 页 3 铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 三水铝石、 湃铝石、 诺水铝 石、 硬水铝石、 薄水铝石和拟薄水铝石中的一种或几种 ; 所述的第一粘土为高岭土、 海泡石、 凹凸棒、 累托土、 蒙脱土以及硅藻土中的一种或几种。 12.按照权利要求811任一项所述的方法, 其特征在于, 所述的含第一粘土的磷铝无 机粘结剂, 以其干基重量为基准, 包含 15 35 重量源自所述氧化铝源的 Al2O3, 50 75 重量的 P2O5和 8 35 重量的第一粘土。 13. 按照权利要求 9 。
10、所述的方法, 其特征在于, 步骤 (3) 中所述的温度为 65 90。 14. 按照权利要求 8 或 9 所述的方法, 其特征在于, 还包括引入磷添加剂的步骤。 权 利 要 求 书 CN 102847551 A 3 1/14 页 4 一种提高低碳烯烃浓度的裂化助剂 技术领域 0001 本发明涉及一种提高催化裂化液化气低碳烯烃浓度的裂化助剂。 背景技术 0002 丙烯是重要的有机化工原料。随着聚丙烯等丙烯衍生物需求的增长, 全世界对丙 烯的需求逐年俱增。流化催化裂化是生产丙烯等低碳烯烃的重要方法, 为了增加丙烯的产 率, 在催化裂化过程中采用含有具有 MFI 结构沸石的催化剂或助剂是有效的技术途。
11、径。 0003 USP3,758,403 较早披露在催化裂化催化剂中添加 ZSM-5 沸石的方法可以提高汽 油的辛烷值和增加 C3 C4烯烃的产率。例如, 在含 10 REY 的常规催化剂中添加从 1.5、 2.5、 5 到 10的 ZSM-5 沸石后, 汽油辛烷值提高, 低碳烯烃的产率增加 ; 使用含 ZSM-5 沸石 的助剂时也有同样的效果。 0004 USP 5,318,696中提出了基于一种大孔沸石和硅铝比小于30的具有MFI结构的沸 石组成的催化剂的烃转化工艺过程。该工艺通过改进的催化裂化过程生产高辛烷值汽油, 并增产低碳烯烃, 特别是丙烯。 0005 USP 5,997,728 中。
12、公开了在重质原料催化裂化过程中大量使用择形裂化助剂的方 法。所说助剂由无定形基质中加入 12 40的 ZSM-5 沸石组成, 系统藏量至少 10, 使得 ZSM-5 在催化剂中的比例超过 3。此方法可以在大幅度提高低碳烯烃的同时, 不额外增加 芳烃产量和损失汽油产率。 0006 ZSM-5 沸石用含磷化合物进行改性后, 其裂化活性稳定性可以提高, 并减少沸石的 用量。 0007 CN 1049406C 中公开了一种含磷和稀土并具有 MFI 结构的沸石, 其无水化学组成 为 aRE2O3bNa2OAl2O3cP2O5dSiO2, 其中 a 0.01 0.25, b 0.005 0.02, c 0。
13、.2 1.0, d 35 120。该沸石在用于烃类高温转化时具有优异的水热活性稳定性和良 好的低碳烯烃选择性。 0008 CN 1034223C 中公开了一种用于生产低碳烯烃的裂解催化剂, 是由 0 70 ( 以 催化剂重量为基准 ) 的粘土、 5 99的无机氧化物和 1 50的沸石组成。其中的沸石 为 0 25 重量的 REY 或高硅 Y 型沸石和 75 100 重量的含磷和稀土的五元环高硅沸 石的混合物。该催化剂具有较以 ZSM-5 沸石为活性组分的催化剂更高的水热活性稳定性、 转化率和 C2 C 4 产率。 0009 USP5,110,776中公开了以磷改性的ZSM-5沸石催化剂的制备方。
14、法。 所述的磷改性 过程是将沸石分散在 pH 值 2 6 的含磷化合物水溶液中, 然后与基质打浆, 喷雾干燥成型。 所得催化剂在提高汽油辛烷值的同时不增加干气和焦炭产率。 0010 USP6,566,293 中公开了一种含磷改性 ZSM-5 沸石的裂化催化剂。所述的磷改性 ZSM-5的制备是将沸石分散在pH值4.5以上的含磷化合物水溶液中, 使沸石负载至少10重 量的磷 ( 以 P2O5计 ), 然后与基质和其它沸石组分打浆, 喷雾干燥成型。所得催化剂具有 较高的低碳烯烃产率。 说 明 书 CN 102847551 A 4 2/14 页 5 0011 USP 5,171,921 中公开了一种用。
15、磷改性的 ZSM-5 沸石。该沸石具有 20 60 的硅 铝比, 用含磷化合物浸渍后经 500 700水蒸汽处理后, 用于 C3 C20烃转化成 C2 C5烯 烃的反应时, 相对不用磷处理的 ZSM-5 有更高的活性。 0012 USP6,080,303中公开了一种提高小孔和中孔沸石催化活性的方法。 该方法是用磷 化合物处理小孔和中孔沸石, 然后将经磷处理过的沸石与 AlPO4凝胶组合。该方法可以改 善小孔和中孔沸石的活性和水热稳定性。 0013 USP 5,472,594 中公开了基于一种大孔沸石和含磷的 MFI 结构中孔沸石组成的催 化剂的烃转化工艺过程。该工艺通过改进的催化裂化过程生产高。
16、辛烷值汽油, 并增产低碳 烯烃, 特别是 C4/C5。 0014 除了对 ZSM-5 沸石进行磷改性外, 也有报道称往基质中引入磷化合物, 可以提高 催化剂或助剂对低碳烯烃的选择性。 0015 USP 2002/0003103 A1 中公开了一种增加丙烯产率的催化裂化工艺过程。该工艺 过程除了将至少部分汽油产物进入第二个提升管内重新进行裂化反应外, 所采用的催化剂 组合物中除了含大孔 USY 沸石外, 还含有 ZSM-5 等中孔沸石以及具有裂化性能的无机粘结 剂组分。其中的无机粘结剂组分中含磷, 其 P/A1 比为 0.1 10。该工艺过程可大幅度增产 低碳烯烃, 特别是增加丙烯产率。 001。
17、6 USP 2002/0049133 A1中公开了一种高沸石含量、 高耐磨强度的催化剂。 该催化剂 含有 30 85 重量的 ZSM-5 沸石, 6 24 重量的磷 ( 以 P2O5计 ), 以及低于 10 重量 的 Al2O3和余量的粘土等其它组分, 其中的磷存在于基质中。该催化剂用于催化裂化过程 中, 可增加轻烯烃, 尤其丙烯产率。 0017 沸石用金属改性的方法及其应用有下述相关报道。例如 USP 5,236,880 中公开了 含 MFI 或 MEL 结构沸石的催化剂。其中所用沸石是经 VIII 族金属、 优选以 Ni 改性的, 该沸 石引入 Ni 后, 经历苛刻的控制温度下的热或水热处。
18、理, 使得 VIII 族金属和铝在表面富集。 所说催化剂用于烷烃转化时可以提高汽油辛烷值, 增加 C3 C4烯烃的产率。 0018 CN 1057408A 中公开了一种含高硅沸石的裂解催化剂, 具有较高的催化裂解活性, 其中所述的高硅沸石为含有 0.01 3.0 重量磷、 0.01 1.0 重量铁或 0.01 10 重 量铝的 ZSM-5、 沸石或丝光沸石, 是将硅铝比大于 15 的氢型或钾型 ZSM-5 沸石、 沸 石或丝光沸石加热至350820, 以0.110小时 -1 的体积空速通入铝的卤化物水溶液、 铁的卤化物水溶液或磷酸铵盐水溶液后得到。 0019 CN 1465527A 中公开了一。
19、种含磷和过渡金属的 MFI 结构沸石, 该沸石的无水化学 表达式, 以氧化物的质量计为 (0 0.3)Na2O(0.5 5)Al2O3(1.3 10)P2O5(0.7 15)M2O3(70 97)SiO2, 其中, M 选自过渡金属 Fe、 Co 和 Ni 中的一种。该沸石应用于石油 烃的催化裂化过程时, 可提高 C2 C4烯烃的产率及选择性, 具有更高的液化气产率。 0020 CN 1611299A 公开了一种含磷和金属组分的 MFI 结构分子筛, 其无水化学表达 式, 以氧化物的重量计为 : (0 0.3)Na2O(0.5 5.5)Al2O3(1.3 10)P2O5(0.7 15) M1x。
20、Oy(0.01 5)M2mOn(70 97)SiO2, 其中 M1 选自过渡金属 Fe、 Co 和 Ni 中的一种, M2 选自 金属 Zn、 Mn、 Ga 和 Sn 中的任一种。 0021 目前, 对于绝大多数的催化裂化装置而言, 在相同液化气产率的前提下, 提高液化 气中的丙烯浓度是提高催化裂化装置经济效益的重要途径。 现有技术所公开的沸石材料和 说 明 书 CN 102847551 A 5 3/14 页 6 催化剂用于催化裂化过程中, 液化气丙烯浓度不高, 并且由于助剂的加入, 尤其是加入量较 大时, 稀释了主催化剂, 减弱了催化剂组合物的重油转化能力。 发明内容 0022 本发明要解决。
21、的技术问题提供一种提高催化裂化液化气丙烯浓度的裂化助剂, 该 助剂应用于催化裂化, 能提高催化裂化液化气中的丙烯浓度。 0023 本发明提供一种催化裂化助剂, 以所述助剂的干基重量为基准, 含有以干基计 10 75 重量的改性 MFI 分子筛, 以 Al2O3( 含第一粘土的磷铝无机粘结剂铝组分中的 Al2O3)、 P2O5( 含第一粘土的磷铝无机粘结剂磷组分中的 P2O5) 及第一粘土干基重量之和计 3 30 重量的含第一粘土的磷铝无机粘结剂, 以氧化物计 3 30 重量的其它无机粘 结剂, 以干基计 0 60 重量的第二粘土和以氧化物计 0.5 15 重量的族金属添加 剂 ; 其中, 以所。
22、述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂干基重量为基准, 所述的含第一粘土的磷 铝无机粘结剂包括以 Al2O3计 15 40 重量铝组分、 以 P2O5计 45 80 重量的磷组分以 及以干基计 1 40 重量的第一粘土, 其 P/Al 重量比为 1 6 ; 所述的改性 MFI 分子筛为 含磷和过渡金属的具有 MFI 结构的分子筛, 其无水化学表达式, 以氧化物的重量计为 : (0 0.3)Na2O(0.5 6)Al2O3(1.3 10)P2O5(0.7 15)MxOy(70 97)SiO2, x 表示所述 过渡金属 M 的原子数, y 表示满足所述过渡金属 M 的氧化态所需的一个数, 所述过渡金属 M。
23、 选自 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Sn、 Bi 中的一种或几种。 0024 本发明还提供一种催化裂化助剂的制备方法, 包括将改性 MFI 分子筛、 含第一粘 土的磷铝无机粘结剂、 其它无机粘结剂混合, 加入或不加入第二粘土, 打浆, 干燥以及引入 族金属添加剂的步骤 ; 其中, 以所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂的干基重量为基准, 所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂, 含有以 Al2O3计 15 40 重量组分、 以 P2O5计 45 80重量的磷组分以及以干基计140重量第一粘土, 该含第一粘土的磷铝无机粘结剂 的 P/Al 重量比为 1 6, pH 值为 1 3.5, 。
24、固含量为 15 60 重量。 0025 所述的改性 MFI 分子筛为含磷和过渡金属的具有 MFI 结构的分子筛, 其无水化学 表达式优选为 : (0 0.2)Na2O (0.9 5.5)Al2O3 (1.5 7)P2O5 (0.9 10)MxOy (82 92)SiO2。改性 MFI 分子筛中涉及的族金属不视为族金属添加剂。 0026 所述的第一粘土为高岭土、 海泡石、 凹凸棒、 累托土、 蒙脱土以及硅藻土中的一种 或几种。 0027 所述的 VIIIB 族金属优选为 Fe、 Co 和 Ni 中的一种或几种, 其中更优选为 Fe。 0028 所述的第二粘土选自本领域技术人员公知的粘土中的一种或。
25、几种, 例如选自高岭 土、 偏高岭土、 海泡石、 凹凸棒石、 蒙脱石、 累托石、 硅藻土、 埃洛石、 皂石、 硼润土和水滑石中 的一种或几种, 优选为高岭土、 偏高岭土、 硅藻土、 海泡石、 凹凸棒石、 蒙脱石和累脱石中的 一种或几种。 0029 所述其它无机粘结剂选自惯用于催化裂化助剂或催化剂基质和粘结剂组分的无 机氧化物中的一种或几种, 例如为拟薄水铝石、 铝溶胶、 硅铝溶胶、 水玻璃和磷铝溶胶的一 种或几种。 0030 本发明所提供的催化助剂中还可以含有以P2O5计不超过25重量的磷添加剂, 所 述的磷添加剂源自磷的化合物, 包括磷的无机化合物和有机化合物中的一种或几种, 可以 说 明 。
26、书 CN 102847551 A 6 4/14 页 7 是易溶于水的, 也可以是难溶于水或不溶于水的磷化合物, 例如选自磷的氧化物、 磷酸、 磷 酸盐、 亚磷酸盐、 次磷酸盐、 碱式磷酸盐、 酸式磷酸盐、 以及含磷的有机化合物中的一种或几 种。 优选的磷化合物为磷酸、 磷酸铵、 磷酸二氢铵、 磷酸氢二铵、 磷酸铝和磷铝溶胶中的一种 或几种。所得到的助剂中, 磷添加剂以磷化合物 ( 例如磷的氧化物、 磷酸盐、 亚磷酸盐、 碱式 磷酸盐、 酸式磷酸盐中的一种或多种 ) 的形式存在。所述磷添加剂可以存在于助剂任何可 能存在的位置, 如可以存在于沸石的孔道内部、 沸石的表面, 可以存在于所述基质材料中。
27、, 还可以同时存在于沸石的孔道内部、 沸石的表面和所述基质材料中。所述的磷添加剂的含 量中不包括改性 MFI 分子筛中涉及的磷的量, 也不包括含第一粘土的磷铝无机粘结剂中涉 及的磷的量。 0031 本发明提供的助剂, 采用含磷、 过渡金属的改性 MFI 分子筛为活性组元以及适量 的含粘土磷铝无机粘结剂, 所制备的助剂用于催化裂化过程, 能增显著地增加催化裂化液 化气产率, 同时还能显著的提高催化裂化液化气中的低碳烯烃尤其是丙烯浓度, 显著提高 催化裂化反应过程对于丙烯的选择性, 提高催化裂化汽油的辛烷值 ; 改善催化剂组合物的 重油转化能力, 并能降低干气和焦炭产率。例如, 工业 DVR-3 。
28、平衡剂在 480、 重时空速为 16h-1、 剂油比为5的条件下进行反应, 转化率为64.91重量, 液化气产率为15.31重量, 丙烯产率为 4.76 重量, 液化气中丙烯浓度为 31.09 重量, 焦炭选择性为 9.34 重量, 干气选择性为 2.26 重量。而本发明提供的含 55 重量改性 ZSM-5 分子筛、 6 重量高 岭土、 8 重量拟薄水铝石、 5 重量铝溶胶、 24 重量含累托土的磷铝无机粘结剂和 2 重 量铁添加剂的助剂, 以 10 90 的重量比与上述 DVR-3 平衡剂混合后, 在同样条件下进行 反应, 转化率为 66.3 重量, 液化气产率为 20.65 重量, 丙烯产。
29、率为 8.06 重量, 液化气 中丙烯浓度为 39.03 重量, 焦炭选择性为 9.11 重量, 干气选择性为 2.25 重量。 具体实施方式 0032 本发明提供的催化裂化助剂中, 所述的 MFI 分子筛优选为 ZSM-5, 所述的过渡金 属 M 优选为 Fe, 其无水化学表达式以氧化物重量计优选为 (0 0.2)Na2O(0.9 3.5) Al2O3(1.5 7)P2O5(0.9 10)MxOy(82 92)SiO2。 0033 本发明所提供的催化裂化助剂, 优选包括825重量的含第一粘土的磷铝无机 粘结剂、 20 60 重量的改性 MFI 分子筛、 10 45 重量的粘土、 5 25 重。
30、量的其它无 机粘结剂和 0 10 重量的磷添加剂。其中所述的磷添加剂的含量中不包括改性 MFI 分 子筛中涉及的磷, 也不包括含第一粘土的磷铝无机粘结剂中涉及的磷。 0034 所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂, 以其干基重量为基准, 含有以Al2O3计15 40 重量铝组分、 以 P2O5计 45 80 重量的磷组分以及以干基计 1 40 重量的第一 粘土, 其 P/Al 重量比为 1.0 6.0, pH 为 1.0 3.5, 该粘结剂固含量为 15 60 重量。 优选情况下, 所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂中的第一粘土包括累托土, 更优选所述 的第一粘土为累托土。以干基重量为基准, 所述的。
31、含第一粘土的磷铝化合物粘结剂含有以 Al2O3计 15 35 重量的铝组分, 以 P2O5计 50 75 重量的磷组分以及以干基计 8 35 重量的第一粘土, 其 P/Al 重量比为 2.0 5.0, pH 为 1.0 3.5。P/Al 重量比为以磷元 素计的磷组分和以铝元素计的铝组分的重量比。 0035 本发明提供的裂化助剂, 其中所述其它无机粘结剂选自惯用于催化裂化助剂或催 说 明 书 CN 102847551 A 7 5/14 页 8 化剂基质和粘结剂组分的无机氧化物中的一种或几种, 例如拟薄水铝石、 铝溶胶、 磷铝胶、 硅铝溶胶、 水玻璃中的一种或几种的混合物, 其中优选拟薄水铝石、 。
32、铝溶胶、 磷铝胶的一种 或几种。 当助剂中含有除所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂以外的其它含磷粘结剂例如 磷铝溶胶时, 视为引入了磷添加剂, 其引入的磷的含量与其它磷添加剂引入的磷含量 ( 以 P2O5计 ) 之和不超过 25 重量。 0036 本发明提供的催化裂化助剂的制备方法中, 所述的含第一粘土的磷铝化合物无机 粘结剂, 以其干基重量为基准, 含有以 Al2O3计 15 40 重量铝组分、 以 P2O5计 45 80 重 量的磷组分以及以干基计 1 40 重量的第一粘土其 P/Al 重量比为 1.0 6.0, pH 为 1.0 3.5, 该粘结剂固含量为 15 60 重量。所述的含第一粘。
33、土的磷铝化合物无机粘结 剂制备方法包括 : 0037 (1) 将氧化铝源、 第一粘土与水打浆分散成固含量为 8 45 重量的浆液 ; 所述 的氧化铝源为能被酸胶溶的氢氧化铝和/或氧化铝, 以干基计的第一粘土与以Al2O3计的氧 化铝源的重量比为 1 40 15 40 ; 0038 (2) 搅拌下往步骤 (1) 得到的浆液中按照 P/Al 1 6 的重量比例加入浓磷酸 ; 其中所述的 P/Al 中 P 为磷酸中的以元素计的磷的重量, Al 为氧化铝源中以元素计的铝的 重量 ; 0039 (3) 将步骤 (2) 得到的浆液于 50 99温度下反应 15 90 分钟。 0040 其中, 氧化铝源、 。
34、浓磷酸和第一粘土的用量, 使所得到的含第一粘土的磷铝无机粘 结剂, 以其干基重量为基准, 包含 : 15 40 重量优选 15 35 重量源自所述氧化铝源 的 Al2O3, 45 80 重量, 优选 50 75 重量 P2O5, 1 40 重量优选 8 35 重量的第 一粘土 ; 所述的 P/Al 重量比优选为 1.2 6.0, 更优选为 2.0 5.0。氧化铝源为 - 氧化 铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 - 氧化铝、 三水铝石、 湃 铝石、 诺水铝石、 硬水铝石、 薄水铝石和拟薄水铝石中的一种或几种。所述铝组分来自所述 的铝源。 所述的第一粘土为。
35、高岭土、 海泡石、 凹凸棒、 累托土、 蒙脱土以及硅藻土中的一种或 几种, 优选为累托土。所述的浓磷酸其浓度为 60 98 重量, 更优选为 75 90 重量。 磷酸的加料速度优选为 0.01-0.10Kg 磷酸 / 分钟 /Kg 氧化铝源, 更优选为 0.03-0.07Kg 磷 酸 / 分钟 /Kg 氧化铝源。 0041 本发明提供的含第一粘土的磷铝无机粘结剂制备过程中将粘土、 氧化铝源、 浓磷 酸以及水混合进行反应, 未引入氯, 得到不含氯含第一粘土的磷铝无机粘结剂。 由于粘土的 引入, 不仅在制备过程中改善了物料间的传质、 传热, 避免了物料不均匀局部瞬间剧烈反应 放热超温引起的磷铝胶粘。
36、结剂固化。 而且该方法引入粘土, 尤其是具有层状结构的累托土, 改善了催化剂组合物的重油转化能力, 使得到的助剂具有更佳的选择性。 0042 本发明提供的催化裂化助剂的制备方法, 所述将改性 MFI 分子筛、 含第一粘土的 磷铝无机粘结剂、 其它无机粘结剂混合, 打浆, 其加料的顺序没有特殊要求, 例如可以将含 第一粘土的磷铝无机粘结剂、 其它无机粘结剂、 改性 MFI 分子筛、 第二粘土混合 ( 当不含第 二粘土的时候则可以省略相关的加料步骤 ) 打浆。优选的, 将水、 改性 MFI 分子筛、 其它无 机粘结剂以及粘土混合, 打浆1560分钟后加入所述的含第一粘土的磷铝无机粘结剂, 这 有利。
37、于改善催化剂的耐磨损性能、 重油裂化性能以及选择性。 0043 本发明提供的催化裂化助剂制备方法, 还包括将所述打浆得到的浆液干燥成型的 说 明 书 CN 102847551 A 8 6/14 页 9 步骤, 所述的干燥例如喷雾干燥, 喷雾干燥的方法为本领域技术人员熟知, 本发明没有特殊 要求。 0044 本发明提供的催化裂化助剂的制备方法, 所述的引入族金属添加剂可以在助剂 制备过程的干燥成型之前的任何步骤中往浆液中添加族金属化合物引入, 也可以在助剂 干燥成型之后通过浸渍或化学吸附族金属化合物后焙烧而引入。干燥成型之后引入, 包 括将助剂用含过渡金属化合物水溶液进行浸渍或化学吸附处理, 然。
38、后进行固液分离 ( 如果 需要的话 )、 干燥和焙烧, 其中干燥的温度为室温至 400, 优选 100 300, 焙烧的温度 为 400 700, 优选为 450 650, 焙烧时间为 0.5 100 小时, 优选为 0.5 10 小时。 优选, 所述的族金属添加剂在干燥成型之前引入。所述的族金属添加剂可以是族金 属的无机化合物和有机化合物中的一种或几种, 可以是易溶于水的, 也可以是难溶于水或 不溶于水的化合物。 族金属化合物的实例包括其氧化物、 氢氧化物、 氯化物、 硝酸盐、 硫酸 盐、 磷酸盐和有机化合物。优选的过渡金属化合物选自它们的氯化物、 硝酸盐、 硫酸盐和磷 酸盐中的一种或几种。。
39、 0045 所述过渡金属添加剂可以存在于助剂任何可能存在的位置, 如可以存在于沸石的 孔道内部、 沸石的表面, 可以存在于基质材料中, 还可以同时存在于沸石的孔道内部、 沸石 的表面和所述基质材料中, 优选是存在于基质材料中。所述 VIII 族金属添加剂可以它们的 氧化物、 磷酸盐、 亚磷酸盐、 碱式磷酸盐、 酸式磷酸盐的形式存在。 0046 当助剂中含有磷添加剂时, 所述的磷添加剂其引入方式为下列方法之一或者几种 方法的组合, 但并不局限于这些方法 : 0047 1、 在喷雾干燥成型之前往浆液中添加磷化合物 ; 0048 2、 由其它无机粘结剂引入到助剂中, 比如无机氧化物粘结剂中含有磷铝溶。
40、胶时, 焙烧后助剂中既带进了磷, 磷铝溶胶又可以起到基质材料和粘结剂的作用, 这部分磷也属 于本发明所述的磷添加剂 ; 0049 3、 在助剂喷雾干燥成型之后经浸渍或化学吸附磷化合物, 经固液分离 ( 如果需要 的话 )、 干燥和焙烧过程引入, 其中所说干燥的温度为室温至 400, 优选 100 300, 焙 烧的温度为 400 700, 优选为 450 650, 焙烧时间为 0.5 100 小时, 优选为 0.5 10 小时。 0050 本发明提供的裂化助剂适用于烃油催化裂化。用于催化裂化过程时, 可单独往催 化裂化反应器里添加, 也可与裂化催化剂混合后使用。一般情况下, 本发明提供的助剂占。
41、 FCC 催化剂与本发明提供的催化剂混合物总量的 1 30 重量, 优选为 3 20 重量。所 述烃油选自各种石油馏分, 如原油、 常压渣油、 减压渣油、 常压蜡油、 减压蜡油、 直馏蜡油, 丙 烷轻 / 重脱油、 焦化蜡油和煤液化产物中的一种或几种。所述烃油可以含有镍、 钒等重金属 杂质及硫、 氮杂质, 如硫的含量可高达 3.0 重量, 氮的含量可高达 2.0 重量, 钒、 镍等金 属杂质的含量高达 3000ppm。 0051 本发明提供的裂化助剂用于催化裂化过程中, 烃油裂化条件为常规的催化裂化条 件。一般来说, 该烃油裂化条件包括反应温度为 400 600, 优选为 450 550, 重。
42、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。本发 明提供的裂化助剂可用于现有的各种催化裂化反应器, 如固定床反应器、 流化床反应器、 提 升管反应器、 多反应区反应器。 说 明 书 CN 102847551 A 9 7/14 页 10 0052 下面的实施例将对本发明作进一步地说明, 但并非因此而限制本发明的内容。 0053 实施例中, A1 A5五个改性 ZSM-5 分子筛样品由 CN1465527A 所公开的方法制备, 其无水化学表达式是用 X 射线荧光光谱法测定分子筛的元素组成, 再经换算得到的。 0054 样品 A。
43、1: 0.04Na2O3.57Al2O34.0P2O52.4Fe2O390.49SiO2。 0055 样品 A2: 0.1Na2O5.3Al2O31.5P2O51.1Fe2O392SiO2。 0056 样品 A3: 0.1Na2O0.94Al2O35.1P2O510.1Fe2O384SiO2。 0057 样品 A4: 0.03Na2O5.1Al2O34.8P2O53.6Co2O386.5SiO2。 0058 样品 A5: 0.1Na2O4.6Al2O36.9P2O56.4Ni2O382SiO2。 0059 拟薄水铝石为山东铝厂生产工业产品, 固含量 60 重量 ; 铝溶胶 ( 本发明又称含 氯。
44、铝溶胶 ) 为齐鲁石化催化剂厂生产的工业产品, Al2O3含量为 21.5 重量; 水玻璃为齐鲁 石化催化剂厂生产的工业产品, SiO2含量 28.9 重量, Na2O 含量 8.9; 高岭土为苏州高岭 土公司生产的裂化催化剂专用高岭土, 固含量 78 重量 ; ZRP-5 沸石为齐鲁石化催化剂厂 生产的常规 MFI 结构沸石的工业产品, 其中 P2O5 2.5 重量, 结晶度 85 重量, 硅铝比 50。 累托土 : 湖北钟祥名流累托石开发有限公司, 石英砂3.5重量, Al2O3 39.0重量, Fe2O3 2.0 重量, Na2O 0.03 重量, 固含量 77 重量 ; SB 氢氧化铝。
45、粉 : 德国 Condex 公司生产, Al2O3含量 75 重量 ; - 氧化铝粉 : 德国 Condex 公司生产, Al2O3含量 95 重量。盐酸 : 化学纯, 浓度 36 38 重量, 北京化工厂生产。 0060 实施例 1 4 制备本发明所用含粘土的磷铝无机粘结剂, 配方及组成见表 1。 0061 实施例 1 0062 本实例制备本发明所述的含粘土的磷铝无机粘结剂。 0063 将 0.74 千克拟薄水铝石 ( 含 Al2O30.45 千克 )、 0.39 千克累托土 ( 干基 0.30 千 克 ) 与 1.6 千克去阳离子水打浆 30 分钟, 搅拌下往浆液中加入 2.03 千克浓磷。
46、酸 ( 质量浓 度85), 磷酸加入速度为0.03Kg磷酸/分钟/Kg氧化铝源, 升温至70, 然后在此温度下 反应 45 分钟, 即制得含粘土的磷铝无机粘结剂。物料配比见表 1。 0064 实施例 2 4 0065 按照实施例 1 制备本发明所述的含粘土的磷铝无机粘结剂。物料配比见表 1。 0066 对比例 1 0067 本对比例按照现有方法制备磷铝无机粘结剂。 0068 磷铝溶胶制备 : 将 0.66 千克拟薄水铝石 ( 干基 0.44 千克 ) 与 1.75 千克去阳离子 水打浆30分钟, 搅拌下往浆液中缓慢加入2.6千克浓磷酸(化学纯, 含磷酸85重量), 升 温至 70, 然后在此温。
47、度下反应 45 分钟, 得到磷铝无机粘结剂。物料配比见表 1。 0069 实施例 5 0070 取分子筛 A1、 高岭土和拟薄水铝石, 加入脱阳离子水及铝溶胶打浆 120 分钟, 搅拌 下加入 FeCl3.6H2O 的水溶液 (FeCl3浓度 30 重量 ), 得到固含量为 30 重量的浆液, 用盐 酸调节浆液的pH值为3.0, 然后打浆45分种, 加入实施例2提供的含粘土的磷铝粘结剂, 搅 拌30分钟, 将得到的浆液喷雾干燥, 得到微球, 将微球于500下焙烧1小时, 制得助剂ZJ1。 配方见表 2。 0071 实施例 6 0072 取分子筛 A2、 高岭土和拟薄水铝石, 加入脱阳离子水和铝溶胶打浆 120 分钟, 搅拌 说 明 书 CN 102847551 A 10 8/14 页 11 下加入 Co(NO3)26H2O 的水溶液 (Co(NO3)2浓度 30 重量 ), 得到固含量为 30 重量的浆 液, 加入盐酸调节浆液的pH值为3.0, 继续打浆45分种, 然后往混合浆液中加入实施例1提 供的含粘土的磷铝粘结剂, 搅拌 。