[发明专利]一种具有裂化和气化作用的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接触裂化和焦炭气化的催化剂及其制备方法，更具体地说，是在接触裂化重质、劣质原料油生产一定量的轻质油品，并将裂化所生成的积碳，气化成附加值较高的合成气的过程中所使用的，具有裂化和气化作用的催化剂，及其制备方法。

背景技术

世界范围内原油呈重质化、劣质化的发展趋势，并且原油为不可再生能源。因此，重质、劣质油品的相应加工工艺和催化剂的开发，不仅适用于原油的重质化、劣质化的发展趋势，而且能将不可再生资源充分利用。这对我国发展低碳经济，具有重大的意义。

目前，重质、劣质原料油的主要加工工艺是催化裂化、渣油加氢、延迟焦化，溶剂脱沥青等。其中延迟焦化对原料的适用性很强，但存在着焦化蜡油质量差、收率低、生焦率高，低品质焦炭有效利用的问题。溶剂脱沥青的综合轻质油收率低，金属、残炭脱除率低；且大量沥青质、胶质难以综合利用。催化裂化和渣油加氢在加工高金属含量，高残炭的劣质重油时都存在催化剂中毒问题，催化剂使用寿命会大大降低。因此加工重质、劣质原料油时，对重油加工工艺和催化剂都提出很大的挑战。针对上述问题，重质、劣质原料油接触裂化-焦炭气化一体化工艺是一个很有效的解决手段。

US 5597474在流化焦化气化工艺基础上把从气化反应器出来的高温焦炭分成两股，一股按原路线返回加热器，另一股进入一个反应区，向该区通入甲烷和水蒸气可以生产富含氢气的产物气体。所用金属催化剂选自钾、钙、钒、镍和铁。由于基础工艺是灵活焦化，主要固体颗粒是焦炭。

US 5362380披露了一种催化裂化制氢方法。该方法是使待生催化剂首先在不存在氧的情况下与水蒸汽在537～649℃下反应足够长的时间，以生成含有氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷的气体物流，同时使待生催化剂上的碳含量降至0.3～0.8重％；分离上述气体物流和催化剂，气体物流冷却后进一步分离为含有90～97v％氢气的富氢物流。然后催化剂与含氧气体接触、再生。再生后的催化剂循环使用。采用该方法制氢，水蒸汽与待生催化剂的接触时间长、反应速率慢，不仅会影响该方法的经济性，还会加速催化剂的水热老化，使催化剂的活性和寿命受到影响。因此在实际操作中必须首先考虑催化裂化催化剂的水热稳定性。

CN1504404A利用焦炭转移剂在提升管反应器里处理渣油，一方面进行浅度裂化，生成以柴油或低碳烃类为主的轻质组分；另一方面就是同步脱碳，使焦炭与金属、硫、氮等一起附着在焦炭转移剂上。然后，在气化炉内气化焦炭转移剂上的焦炭，产生合成气体，同时使焦炭转移剂再生。该方法可以在较高温度下实现气化反应，焦炭转移剂的催化活性较低。

CN101818074A公开了一种焦炭转移剂及其制备方法，此剂由高岭土、碱金属或碱土金属以及一定量的粘结剂，在一定条件下制成裂化活性较弱。

CN101757903A公开了一种兼具裂化和气化作用的催化剂及其制备方法。该剂含有以催化剂为基准，35-60％的拟薄水铝石，2-10％的铝溶胶，20-49.5％的高岭土，5-30％以氧化物计的碱金属或碱土金属，所述碱金属和碱土金属的原子比在(0.05-0.9)∶1。该催化剂具有优化烃油裂化产物分布和提高气化反应有效气体产率的作用。该催化剂水热稳定性较差，积碳的气化效率较低。

发明内容

本发明目的在于在现有技术的基础上，提供一种适用于重质、劣质原料油接触裂化和焦炭气化工艺过程的催化剂。

本发明所提供的具有裂化和气化作用的催化剂，以催化剂重量为基准，催化剂含有65-90％的拟薄水铝石，2-20％的粘结剂，5-30％的以氧化物计的锰。优选的，以催化剂重量为基准，催化剂含有75-90％％的拟薄水铝石，5-15％的粘结剂，5-15％的以氧化物计的锰。

所述的粘结剂为硅溶胶和/或铝溶胶。优选为硅溶胶。

在另一个技术方案中，催化剂中还含有高岭土，以催化剂重量为基准，高岭土的含量为0.1-30％。