[发明专利]一种重油裂化气化双功能催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工业催化与能源化工交叉的技术领域，具体地，本发明涉及一种用于重油裂化与焦炭气化双功能催化剂及其制备方法。

背景技术

随着常规原油资源的下降，原油的重质化与劣质化程度不断加深。另一方面，社会经济的快速发展对燃料油、气资源的需求量急剧增加。因此，提高原油特别是重质原油的加工深度，实现重质原料油的高值化利用对缓解当前油气资源紧张的现状具有重要意义。重油裂解催化剂，特别是能够处理高硫、高重金属劣质残渣油的催化剂一直是制约重质油加工利用的瓶颈。

目前重油加工利用的催化剂主要集中在重油裂化以及重油加氢转化催化剂的开发。关于重质油生产低碳烯烃裂解催化剂(CN1043520A、CN1093101A)，其催化剂载体为粘土与无机氧化物，而活性组分为ZSM-5和Y型分子筛的混合物，可以用于包括重质油在内的各种馏程范围的原料油生产低碳烯烃，与HZSM-5沸石为活性组分的催化剂相比具有更高的水热活性稳定性、转化率和C₂-C₄烯烃的产率。专利CN1179462A活性组分取自廉价的黄土矿来代替分子筛制成固定床或流化床催化剂，该催化剂在重油的裂化裂解反应中，具有抗毒性强，反应温度低，产率高，产品质量优，节约能源，无污染的特点。专利CN1057408A涉及一种高硅沸石裂解催化剂，由改性的高硅沸石和无机氧化物或无机氧化物和高岭土混合物组成的载体构成，该催化剂用于烃类催化裂解过程，具有较高的催化裂解活性。联合碳化公司提出的专利CN85109360A给出了一种可由新的非沸石分子筛制备的裂解催化剂，同时中间还可适当添加其它常用的沸石硅酸盐裂解催化剂成分。石油化工科学研究院提出了一种增产乙烯和丙烯的催化热裂解催化剂CN1660967A，催化剂主要由粘土、中孔硅铝材料、无机氧化物和MFI结构沸石组成，具有良好的裂解大分子烃的能力，提高了烃类裂解制取乙烯和丙烯的生产能力。近期石油化工科学研究院提出了一种催化热裂解催化剂及其制备方法（CN102211038A，CN102211039A），通过引入氧化锆粉末，渐次调节浆液的pH值，可以得到耐磨性能好，结晶度高，抗铁等金属污染能力强的催化剂，用于催化热裂解工艺，乙烯收率和丙烯收率高。综上所述，目前专利报道得的催化剂开发大多是针对重质油深度热转化制烯烃工艺，并且对原料进料的残炭值、重金属以及硫含量具有较为严格的要求，不能适应劣质原料热裂化多产中间馏分油的要求。

催化气化工艺可以处理高硫的劣质重油生产轻质油品和合成气或氢气，因此，开发裂化和气化双功能的催化剂具有重要的意义。

CN101757903A报道了采用水铝石和高岭土制备的裂化气化双功能催化剂，含有以催化剂重量为基准，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和碱土金属，所说碱金属与碱土金属的原子比在(0.05～0.9):1。但是该催化剂仅采用碱金属和碱土金属作为活性组分，重油转化率较低（70%以下），有效气收率为80%以下，不能满足需要。

CN101898143A公开了一种劣质重油裂化气化催化剂，包括载体、粘结剂、气化活性组分和裂化活性组分，其中所说的气化活性组分为碱金属和碱土金属，以催化剂总量为基准、氧化物计含量为2～30%，碱金属与碱土金属的原子比为(0.05～1.1):1，裂化活性组分为硅铝比在20～200之间的择形分子筛。所述择形分子筛优选为ZSM-5或ZRP。由于择形分子筛孔道较为规整，对大分子烃类裂化的催化活性较低，因此，该催化剂的重油转化率较低（80%左右），有效气收率不足80%，不能满足需要。

因此，开发一种重油转化率高，且有效气收率高的重油裂解和焦炭气化双功能催化剂是所属领域的技术难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种重油裂解和焦炭气化双功能催化剂。催化剂采用微孔分子筛和大孔氧化铝来制备催化剂，由于微孔分子筛的酸密度大，酸性分布宽，重油转化率高，轻质油品收率高，通过加入碱金属或碱土金属组分，改善催化剂的气化性能；催化剂水热稳定性高，可以多次循环使用。