本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)低直鏈烷烴含量加氫裂化尾油的催化劑及其制備方法,該發(fā)明催化劑具有加氫開環(huán)能力高和加氫異構(gòu)能力強的特點,可用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的加氫裂化尾油。
背景技術:
潤滑油基礎油的生產(chǎn)過程中,潤滑油的粘度指數(shù)與其所含烴類的組成及結(jié)構(gòu)有密切的關系。不同烴類的粘度指數(shù)很不相同。即使有相同的烴族組成,粘度指數(shù)也有差別,這種差別是由同族烴類在結(jié)構(gòu)上存在著差異造成的。在潤滑油所含的烴類中以烷烴的粘溫性能最好,如正構(gòu)烷烴的粘度指數(shù)可達180以上。異構(gòu)烷烴的粘度指數(shù)比正構(gòu)烷烴低,并且分支程度越高粘度指越低,帶側(cè)鏈的環(huán)指數(shù)越低,帶側(cè)鏈的環(huán)烷烴和芳香烴的粘度指數(shù)則與其結(jié)構(gòu)族組成有關,分子中烷基部分占優(yōu)勢時,其粘溫性能好,有較高的粘度指數(shù)。單環(huán)烴類隨分子中碳原子數(shù)的增加,粘度指數(shù)增大,雙環(huán)和多環(huán)烴類,其粘度指數(shù)也隨側(cè)鏈的數(shù)目和長度的增加而增加,多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴的粘溫性能最差。m.ushi.等用線性回歸分析處理加氫處理基礎油的粘度指數(shù)和組成數(shù)據(jù),得到潤滑基礎油中不同烴組分的粘度指數(shù),各組分的粘度指數(shù)按照烷烴-環(huán)烷烴-芳烴的順序降低。異構(gòu)烷烴,帶長側(cè)鏈的單環(huán)烴,是潤滑油組成中最希望存在的組分。對于直鏈烷烴,盡管具有很高的粘度指數(shù),但當大量存在時,會影響潤滑油的低溫流動性,因此,應將其除去。多環(huán)短側(cè)鏈的環(huán)烴,是使?jié)櫥蛦适?yōu)良粘溫性能的主要組分,因此也應將其除去。
加氫裂化催化劑是由加氫功能和裂化功能組成的雙功能催化劑,其中加氫功能是由加氫活性金屬提供,提高加氫裂化催化劑的加氫性能,有利于芳烴的飽和;裂化功能是由無定型硅鋁或是分子篩提供的,它可以裂解長鏈的大分子和使飽和后多環(huán)芳烴進一步開環(huán)轉(zhuǎn)化。同時,改性分子篩還可以提供異構(gòu)化活性中心,減低產(chǎn)物中直鏈烷烴的含量,從而改善低溫流動性。分子篩作為加氫裂化催化劑中提供裂解活性與異構(gòu)活性的組分,其性能對加氫裂化催化劑的性能至關重要,采用性能優(yōu)異的改性分子篩有利于進一步提高加氫裂化催化劑的催化性能。分子篩的改性研究主要是通過常規(guī)的酸、堿以及水熱處理改性來進行脫硅脫鋁,同時產(chǎn)生大量的二次介孔結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生的大量二次孔有利于大分子的反應和擴散。目前的改性手段主要是先通過一定溫度的水熱處理后進行酸處理,不但對分子篩進行了脫鋁,提高了水熱穩(wěn)定性,同時可以產(chǎn)生大量的二次孔結(jié)構(gòu)。但是該方法制備的分子篩二次孔主要集中在表面而且量有限,要想提高二次孔的量就需要深度處理分子篩,這會導致分子篩過度脫鋁,分子篩的酸量降低無法滿足要求。近年來,通過堿溶液脫硅的研究取得了巨大的進步,通過酸洗后進一步進行堿處理可以大大增加二次孔的量,同時還可以提高分子篩的酸量,恰到好處的解決原來深度處理帶來的酸量不足的問題。但是雖然通過先水熱處理,然后酸洗脫鋁,再進一步堿洗脫硅可以造就大量的二次孔結(jié)構(gòu),同時酸量還能滿足要求。但是制備的二次孔結(jié)構(gòu)的孔徑主要集中在3~5nm,對于一些兩環(huán)及其以上的芳烴大分子的轉(zhuǎn)化還是無能為力,因此制備具有更大孔結(jié)構(gòu)的分子篩是一個很重要的科研方向。
柯明等(mcm-22分子篩改性研究進展[j],當代化工,2015,44(11):2629~2634)通過將mcm-22分子篩進行堿處理和水熱處理后發(fā)現(xiàn)經(jīng)過堿處理后分子篩在保持了原有微孔結(jié)構(gòu)的同時,出現(xiàn)了更多的介孔結(jié)構(gòu)和大孔結(jié)構(gòu)。程時文等(y分子篩改性對其結(jié)構(gòu)和酸性的影響[j],石化技術與應用,2011,29(5):401~405)的研究結(jié)果表明經(jīng)過水熱處理、水熱-草酸處理等改性后,y分子篩可形成大量二次孔,這說明水蒸氣處理可以起到擴孔的作用,草酸脫除非骨架鋁后可進一步增大介孔孔容并可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)y分子篩的酸類型和酸量,改性后總酸量下降,水熱處理后強l酸量增加,而水熱-草酸結(jié)合脫鋁可以提高強b酸量。秦臻等(不同硅鋁比的小晶粒y分子篩的理化性質(zhì)及其加氫裂化性能[j],石化化工,2013,42(10):1080~1085)的研究結(jié)果表明小晶粒y分子篩的骨架穩(wěn)定性隨硅鋁比的增大而增加;酸量隨硅鋁比的增大而減少,不同硅鋁比的小晶粒y分子篩具有不同的酸中心分布;小晶粒y分子篩的孔結(jié)構(gòu)隨硅鋁比的變化并不是很明顯,與工業(yè)y分子篩相比,小晶粒y分子篩具有較大的比表面積,這對重油轉(zhuǎn)化有利。硅鋁比為5.2的小晶粒y分子篩酸性適中,孔道發(fā)達,骨架穩(wěn)定性較好,以其為載體的加氫裂化催化劑的活性高,輕油選擇性和化工原料收率高,是優(yōu)選的輕油型加氫裂化催化劑的活性組分。汪穎軍等(超穩(wěn)y分子篩改性的研究進展[j],硅酸鹽通報,2015,34(11):3243~3250)介紹了超穩(wěn)y分子篩的脫鋁改性、負載酸改性、負載陽離子或氧化物改性和分子篩復配改性等方法,表明超穩(wěn)y分子篩經(jīng)過改性后具有良好的結(jié)晶度、較高的硅鋁比、較大的孔尺寸和孔體積、高的比表面積和水熱穩(wěn)定性、適宜的酸量和酸強度,從而作為載體或酸性組分制備催化劑均表現(xiàn)出較好的催化性能。同時認為對超穩(wěn)y分子篩的改性研究仍要繼續(xù),一方面在酸性中心方面的研究,usy分子篩具有b酸和l酸中心,如何制備特定酸中心的催化劑,以達到最佳催化活性是需要攻克的課題;另一方面要提高以超穩(wěn)y分子篩(或改性的超穩(wěn)y分子篩)制備的催化劑的循環(huán)利用次數(shù),降低生產(chǎn)成本提高生產(chǎn)效率。彭成華等(改性y分子篩對中餾分選擇性加氫裂化催化劑的影響[j],石油學報(石油加工),2006(增刊):171~173)的研究結(jié)果表明,經(jīng)過改性的y分子篩具有較低總酸量和較高l酸比例有利于提高催化劑的中餾分選擇性,并保持較好的活性;在產(chǎn)物(<370℃餾分油)轉(zhuǎn)化率為60%時,中試定型催化劑hc-670的中餾分(150-370℃餾分油)選擇性為68.3%,而同類工業(yè)催化劑的中餾分選擇性僅為61.8%。李明曉等(水熱處理和硝酸處理對改性y分子篩性能的影響[j],石油化工,2012,43(4):412~419)的研究結(jié)果表明,隨水熱處理溫度的升高,y分子篩的脫鋁量增大,比表面積減小,總酸量降低;隨硝酸濃度的增加,y分子篩中的非骨架鋁脫除,相對結(jié)晶度、比表面積和硅鋁比增大。以改性后的y分子篩制備的加氫裂化催化劑的活性和選擇性得到改善,其中y分子篩經(jīng)680℃水熱處理和0.6mol/l硝酸處理后制備的加氫裂化催化劑,在保持較高正十二烷轉(zhuǎn)化率的前提下,具有良好的中油(c4~8烴)選擇性,中油收率為51.07%。王文蘭(組合改性y型分子篩的加氫裂化性能[j],燃料化學學報,2009,37(4):454~458)的研究結(jié)果表明,在y型分子篩草酸脫鋁的過程中,加入ctab可以使y型分子篩保持很高的相對結(jié)晶度,同時提高sio2/al2o3比,減小晶胞常數(shù)。ctab參與改性的y型分子篩的酸量明顯減少,其原因由硅鋁比的提高和部分酸性位的胺中毒決定。ctab參與改性y型分子篩制備的加氫裂化催化劑具有更高的活性和中間餾分油收率,比目前工業(yè)應用的中間餾分油型加氫裂化催化劑的vgo轉(zhuǎn)化率高2.42%、中間餾分油的收率高4.20%。其原因是ctab參與改性的y型分子篩具有更豐富的介孔,使vgo中的大分子能夠更多地接近催化劑的酸性位,同時裂化產(chǎn)物能夠快速離開催化劑的活性位而避免二次裂化,因而使催化劑具有更高的活性及中間餾分油收率。專利200610001864.0介紹了一種y型分子篩的改性方法,該方法采用在酸脫鋁過程中加入表面活性劑的方法,得到了高硅鋁比的y型分子篩(氧化硅與氧化鋁的摩爾硅鋁比9~15)并保持了較高的結(jié)晶度,改性y型分子篩的二次孔有了大幅提高,酸結(jié)構(gòu)也得到了進一步的改善。專利200810104303.2介紹了一種hy型分子篩的改性方法,該方法采用將hy型分子篩浸漬一定量的5%~10%的硅溶膠,然后經(jīng)過120℃干燥和450℃焙燒,最后采用一定濃度的氟化銨水溶液進行脫鋁處理,得到了微-介孔的改型分子篩。
專利200810105644.1介紹了一種nay型分子篩的改性方法,該方法采用篩網(wǎng)將離子交換樹脂與分子篩漿液隔離開來,在兩者不接觸的情況下,利用濃度差實現(xiàn)了氫離子與鈉離子的交換,緩解了后續(xù)廢水處理的問題。所得到的改型分子篩的氧化鈉含量可降低至1wt%以下,結(jié)晶度保持在80%以上。專利201110331019.0介紹了一種nay型分子篩的改性方法,該方法采用混合酸加入到nay分子篩、緩沖液和水的混合液中打漿均勻,然后并調(diào)節(jié)ph值在4.0~6.5,并在70~95℃條件下交換反應,最后洗滌,烘干。該方法實現(xiàn)了無銨排放,緩解了后續(xù)廢水處理的問題。所得到的改型分子篩的氧化鈉含量可降低至0.5wt%以下,結(jié)晶度保持在85%以上。專利201310114414.2介紹了一種usy分子篩的改性方法,該方法采用0.10mol/l~0.35mol/l檸檬酸在50℃~120℃進行改性,并在溫度升至設定溫度為60℃~90℃后,以0.1ml/min~3.5ml/min的速度加入氟硅酸銨溶液,加料完畢后反應1h~6h后,洗滌,干燥得到改性usy分子篩。分子篩的比表面、二次孔孔容以及中強酸比例顯著提高。專利201310240740.8和201410131823.8介紹了富含介孔超穩(wěn)y分子篩的結(jié)合改性方法,該方法采用有機酸和無機鹽溶液混合溶液,在攪拌的條件下,在密閉容器中進行升溫反應,反應達到設定時間后進行洗滌,抽濾至中性,干燥得到改性分子篩。改性的分子篩二次孔含量顯著提高,硅鋁比增加,晶胞常數(shù)減小。專利201410131458.0介紹了一種usy分子篩的改性方法,該方法以氟硅酸銨和檸檬酸混合溶液在50℃~120℃的溫度下進行改性處理,最后得到富含二次孔結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度高和中強酸豐富的改性usy分子篩。專利201510131458.0介紹了一種改性y分子篩及其改性方法,該方法首先采用堿性溶液對y型分子篩進行處理,然后采取脫鋁補硅的方法得到高硅鋁比的y型分子篩。該改性分子篩具有強酸比例大,尤其是強b酸比例大的特點。
現(xiàn)有研究結(jié)果表明,對分子篩進行改性可以改善其物化性質(zhì),從而改變其催化性能,進而提高催化劑的催化性能,這是一條行之有效的途徑。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明提供一種可以生產(chǎn)低直鏈烷烴含量加氫裂化尾油的催化劑及其制備方法。本發(fā)明的催化劑具有加氫開環(huán)活性高、加氫異構(gòu)性能好等特點,可以用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的加氫裂化尾油作為潤滑油基礎油。
本發(fā)明催化劑的制備方法,包括如下內(nèi)容:
(1)將氧化鋁粉、改性y型分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后干燥、焙燒,得到催化劑載體;
(2)用含有活性金屬組分的浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后干燥、焙燒,得到加氫裂化催化劑。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的改性y型分子篩,具有如下性質(zhì):總孔體積為0.76~1.25ml/g,優(yōu)選0.80~1.10ml/g;其中介孔孔體積為0.55~1.05ml/g,優(yōu)選0.60~0.95ml/g,更優(yōu)選0.68~0.90ml/g;介孔孔體積占總孔體積的65%~90%,優(yōu)選70%~85%;氧化硅與氧化鋁的摩爾比為10~35,優(yōu)選12~30;比表面積為680~1050m2/g,優(yōu)選800~950m2/g。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的改性y型分子篩的制備步驟如下:
在攪拌條件下,將y型分子篩加入到裝有有機堿溶液的耐壓容器中,并將系統(tǒng)密閉,升壓至0.2~1.0mpa,然后升溫至50~90℃,恒溫處理0.5~3小時,卸壓、抽濾至ph值小于9,在80~120℃條件下干燥6~24小時,在450~650℃條件下焙燒2~8小時,得到改性y型分子篩。所述的加入到有機堿溶液中的y型分子篩為氫型,氧化硅/氧化鋁摩爾比為10~55,優(yōu)選18~45;比表面積為650~950m2/g,優(yōu)選750~900m2/g;y型分子篩的加入量與有機堿溶液中的水質(zhì)量比為1:5~20,優(yōu)選為1:7.5~15;所述的有機堿為四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨或四丁基氫氧化銨中的一種或幾種,有機堿溶液的濃度為0.15~0.75mol/l,優(yōu)選0.20~0.70mol/l;所述的升壓采用向耐壓容器中通入壓縮空氣、氮氣或惰性氣體等來實現(xiàn)。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為25~100;比表面積為150~350m2/g,優(yōu)選180~280m2/g;孔容為0.20~0.35cm3/g,優(yōu)選0.22~0.30cm3/g;
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:
將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.15~0.80mol/l的無機堿水溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:3~20,在50~90℃下恒溫攪拌處理0.5~3小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)至少為1次,交換溫度為60~110℃,優(yōu)選80~100℃。所用的銨鹽為氯化銨、硫酸銨或是硝酸銨,銨鹽的濃度為0.1~2mol/l,優(yōu)選銨鹽為硝酸銨,優(yōu)選濃度為0.2~1.5mol/l。交換過程的液固比(ml/g)為5~30,優(yōu)選10~20;每次交換時間為0.5~2.0小時,優(yōu)選1~1.5小時。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的氧化鋁的孔容為0.25~0.55ml/g,優(yōu)選0.3~0.48ml/g,比表面為180~420m2/g,優(yōu)選200~390m2/g。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的酸溶液,可以是硫酸、鹽酸和硝酸等無機酸,也可以是乙酸和檸檬酸等有機酸,優(yōu)選硝酸溶液;酸溶液濃度為2wt%~10wt%,優(yōu)選3wt%~6wt%。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的干燥溫度為50~150℃,優(yōu)選100~120℃,干燥時間為6~12小時;焙燒溫度為450~650℃,焙燒時間為2~12小時。
本發(fā)明方法中,步驟(2)所述的含有活性金屬組份是vib族金屬和viii族金屬;vib族金屬優(yōu)選鎢(w)和鉬(mo),viii族金屬優(yōu)選鈷(co)和鎳(ni),浸漬溶液的配制為本領域技術人員熟知;浸漬方法采用過飽和浸漬。
本發(fā)明方法中,步驟(2)所述的干燥溫度為50~150℃,優(yōu)選100~120℃,干燥時間為6~12小時;焙燒溫度為450~650℃,時間為2~12小時。
本發(fā)明方法制備的加氫裂化催化劑,按催化劑重量百分比計,催化劑中各組分的含量為:焙燒后改性usy分子篩一般為5~20%,優(yōu)選8~15%;焙燒后改性zsm-48分子篩一般為20~50%,優(yōu)選25~45%;氧化鋁一般為5%~30%,優(yōu)選10~20%;vib族金屬(以氧化物計)一般為10%~30%,優(yōu)選18~25%;viii族金屬(以氧化物計)一般為2%~10%,優(yōu)選3~8%。
本發(fā)明催化劑在處理vgo時,反應條件均在氫氣存在條件下,反應壓力10~20mpa,反應溫度350~430℃,氫油體積比500~1800,液時體積空速0.5~5.0h-1。
本發(fā)明方法相比于現(xiàn)有技術,具有如下優(yōu)點:本催化劑在制備過程采用了加氫開環(huán)能力更強的改性y型分子篩和異構(gòu)性能更好的改性zsm-48分子篩,強化了在反應過程中原料的加氫開環(huán)反應和直鏈烷烴的異構(gòu)化反應,使最終得到的加氫裂化尾油中的二環(huán)以上環(huán)烷烴和直鏈烷烴含量大幅下降,加氫裂化尾油產(chǎn)品的粘度指數(shù)得到了大幅提高。因此,利用本催化劑生產(chǎn)的加氫裂化尾油可以作為優(yōu)質(zhì)的潤滑油基礎油。同時在生產(chǎn)過程中,zsm-48分子篩在沒有脫出模板劑的情況下,進行了表面脫硅改性處理,不但保持分子篩原有的孔道結(jié)構(gòu)和異構(gòu)活性位,同時使得分子篩表面的活性位更多的暴露出來,為大分子異構(gòu)化反應的發(fā)生提供了更多的活性中心。同時縮短了分子篩的改性步驟,減少了廢物的排放,降低了分子篩的生產(chǎn)成本。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的制備過程,但以下實施例不構(gòu)成對本發(fā)明方法的限制。
實施例1
(1)將氧化鋁粉、改性y型分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在110℃條件下干燥8小時,最后在550℃條件下焙燒4小時,得到催化劑載體;
(2)配制w和ni的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在120℃條件下干燥8小時,最后在480℃條件下焙燒6小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.55mol/l四丙基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為35,比表面積為780m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:9,在70℃下處理1.5小時,洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為14,比表面積為896m2/g,孔容為0.96ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.5mol/l的氫氧化鈉溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:5,在70℃下恒溫攪拌處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為90℃,所用的銨鹽為0.5mol/l的硝酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為12,交換時間為1.0小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為55,比表面積為270m2/g,孔容為0.28cm3/g。
實施例2
(1)將氧化鋁粉、改性usy分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在100℃條件下干燥6小時,最后在550℃條件下焙燒10小時,得到催化劑載體;
(2)配制w和ni的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在110℃條件下干燥10小時,最后在490℃條件下焙燒4小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.65mol/l四乙基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為25,比表面積為785m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:8,在60℃下處理2.0小時,洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為15,比表面積為924m2/g,孔容為0.93ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.30mol/l的氫氧化鈉溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:10,在80℃下恒溫攪拌處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為95℃,所用的銨鹽為1.0mol/l的硝酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為16,交換時間為1.0小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為48,比表面積為255m2/g,孔容為0.24cm3/g。
實施例3
(1)將氧化鋁粉、改性usy分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在110℃條件下干燥8小時,最后在540℃條件下焙燒6小時,得到催化劑載體;
(2)配制mo和co的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在100℃條件下干燥6小時,最后在510℃條件下焙燒4小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.45mol/l的四丁基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為44,比表面積為840m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:18,在65℃下處理1.5小時,然后洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為13,比表面積為875m2/g,孔容為0.90ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.25mol/l的氫氧化鈉溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:16,在75℃下恒溫攪拌處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為85℃,所用的銨鹽為0.8mol/l的硫酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為14,交換時間為1.0小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為55,比表面積為210m2/g,孔容為0.22cm3/g。
實施例4
(1)將氧化鋁粉、改性usy分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在100℃條件下干燥8小時,最后在600℃條件下焙燒8小時,得到催化劑載體;
(2)配制w和ni的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在120℃條件下干燥6小時,最后在470℃條件下焙燒6小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.42mol/l的四丙基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為29,比表面積為716m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:6,在70℃下處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為12,比表面積為864m2/g,孔容為0.95ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.42mol/l的氫氧化鈉水溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:8,在55℃下恒溫攪拌處理1.5小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為90℃,所用的銨鹽為0.6mol/l的硝酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為11,交換時間為1.5小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為54,比表面積為272m2/g,孔容為0.26cm3/g。
實施例5
(1)將氧化鋁粉、改性y型分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在100℃條件下干燥8小時,最后在560℃條件下焙燒4小時,得到催化劑載體;
(2)配制w和ni的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在120℃條件下干燥8小時,最后在490℃條件下焙燒6小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.45mol/l四丙基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為35,比表面積為795m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:9,在75℃下處理1.5小時,洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為14,比表面積為896m2/g,孔容為0.97ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.45mol/l的氫氧化鈉溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:7,在80℃下恒溫攪拌處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為90℃,所用的銨鹽為0.5mol/l的硝酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為12,交換時間為1.0小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為47,比表面積為260m2/g,孔容為0.27cm3/g。
實施例6
(1)將氧化鋁粉、改性usy分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在100℃條件下干燥8小時,最后在540℃條件下焙燒10小時,得到催化劑載體;
(2)配制mo和co的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在110℃條件下干燥10小時,最后在490℃條件下焙燒4小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.55mol/l四乙基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為28,比表面積為825m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:15,在80℃下處理1.0小時,洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為15,比表面積為924m2/g,孔容為1.03ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.350mol/l的氫氧化鈉溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:10,在80℃下恒溫攪拌處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為85℃,所用的銨鹽為1.0mol/l的硝酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為14,交換時間為1.0小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為46,比表面積為235m2/g,孔容為0.24cm3/g。
實施例7
(1)將氧化鋁粉、改性usy分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在110℃條件下干燥12小時,最后在540℃條件下焙燒6小時,得到催化劑載體;
(2)配制mo和co的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在120℃條件下干燥6小時,最后在500℃條件下焙燒4小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.55mol/l的四丁基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為42,比表面積為823m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:15,在75℃下處理1.5小時,然后洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為13,比表面積為895m2/g,孔容為0.95ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.35mol/l的氫氧化鈉溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:14,在75℃下恒溫攪拌處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為85℃,所用的銨鹽為0.8mol/l的硫酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為14,交換時間為1.0小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為46,比表面積為220m2/g,孔容為0.23cm3/g。
實施例8
(1)將氧化鋁粉、改性usy分子篩以及改性zsm-48分子篩粉末混合均勻,然后加入酸溶液,充分碾壓后成型,然后在105℃條件下干燥8小時,最后在560℃條件下焙燒8小時,得到催化劑載體;
(2)配制mo和co的金屬浸漬溶液浸漬步驟(1)得到的催化劑載體,然后在110℃條件下干燥6小時,最后在480℃條件下焙燒6小時,得到加氫裂化催化劑。催化劑性質(zhì)如表1。
步驟(1)改性usy分子篩的制備步驟如下:配制濃度為0.40mol/l的四丙基氫氧化銨溶液,然后向溶液中加入氧化硅/氧化鋁摩爾比為29,比表面積為756m2/g的氫型usy分子篩,usy分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:11,在75℃下處理1.0小時,然后洗滌至ph值小于10,得到改性usy分子篩。改性usy分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩中氧化硅/氧化鋁摩爾比為12,比表面積為874m2/g,孔容為0.96ml/g。
步驟(1)改性zsm-48分子篩的制備步驟如下:將未焙燒模板劑的zsm-48加入到0.45mol/l的氫氧化鈉水溶液中,zsm-48分子篩的加入量與溶液中水的質(zhì)量比為1:9,在55℃下恒溫攪拌處理1.5小時,然后洗滌至ph值小于10,最后將改性zsm-48分子篩進行銨交換。銨交換次數(shù)為1次,交換溫度為90℃,所用的銨鹽為0.65mol/l的硝酸銨溶液,交換過程的液固比(ml/g)為11,交換時間為1.5小時。改性zsm-48分子篩經(jīng)過焙燒后具有如下性質(zhì):分子篩氧化硅/氧化鋁摩爾比為52,比表面積為242m2/g,孔容為0.25cm3/g。
對比例1
同實施例2,不同之處在于usy分子篩不進行改性處理,得到加氫裂化催化劑催化劑性質(zhì)如表1。
對比例2
同實施例2,不同之處在于zsm-48分子篩不進行改性處理,得到加氫裂化催化劑催化劑性質(zhì)如表1。
催化性能評價。
評價裝置采用200m1小型加氫裝置進行,活性評價前對催化劑進行預硫化。評價催化劑活性所用原料油性質(zhì)及反應工藝條件見表2和表3,催化劑反應性能對比結(jié)果見表4。評價催化劑時,原料油先經(jīng)過加氫精制催化劑床層然后直接進入加氫裂化催化劑床層,經(jīng)過加氫精制催化劑床層時控制原料油中的有機氮含量低于10ppm。
表1催化劑的組成
表2工藝條件
表3原料性質(zhì)
表4催化劑反應性能
加氫裂化反應結(jié)果表明,本發(fā)明的催化劑與對比例催化劑相比,轉(zhuǎn)化率相同時,反應溫度低2~8℃,尾油產(chǎn)品的粘度指數(shù)、尾油中的正構(gòu)烷烴和二環(huán)以上烷烴含量以及尾油的bmci值均比對比例的要低。說明本發(fā)明方法制備的催化劑具有加氫開環(huán)性能好、加氫異構(gòu)化能力強的特點。