[发明专利]一种用于汽油脱硫改质的催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于加氢脱硫催化剂技术领域，尤其涉及一种汽油脱硫催化剂及制备方法，催化剂可用于汽油加氢脱硫改质生产高质量汽油。

背景技术

随着人们环保意识的不断增强，汽车尾气中有毒有害物质的排放将受到严格控制，因此作为发动机燃料的油品质量要求越来越严。为此各国对车用汽油规格如氧含量、蒸汽压、苯含量、芳烃总含量、沸点、烯烃含量及硫含量等都提出了极为苛刻的限制指标，以降低有害物质的排放。目前我国成品汽油中80％以上为催化裂化汽油，由于催化裂化汽油一般硫含量在100-500v％，甚至还有高硫、高烯烃原料油，硫含量在500mg/kg以上，烯烃含量也超过40％。具有汽油烯烃含量高、芳烃含量低(小于20v％)的特点。选择性加氢脱硫技术在进行深度加氢脱硫时不可避免的会造成烯烃部分饱和而降低辛烷值，这就要求加氢脱硫催化剂脱硫的同时尽量避免辛烷值损失过大。

在现有的加氢脱硫催化剂中，ZnO/A1₂O₃是其主要的活性组元，ZnO在水热尖晶石型复合氧化物是一类很有前途的无机非金属材料，氧化锌和氧化铝的复合材料常作为脱硫催化材料用于吸附脱硫和加氢脱硫领域。国内外该材料的常用制备方法包括浸渍法、机械混合法、共沉淀法和胶溶法。其中，由于浸渍法和机械混合法使用氧化铝材料作为前驱物，通过调整氧化铝材料的比表面积，这两种方法能够制备较高比表面积的复合材料，但是由于复合材料中的氧化铝和氧化锌相互作用较弱，使用过程中容易产生氧化锌的流失，通常是采用高温焙烧的方法促使二者形成尖晶石来避免氧化锌的流失；而共沉淀法和胶溶法采用含铝和锌的化合物通过沉淀或胶溶制备锌铝前躯体，铝和锌在制备过程中通过反应产生较强的相互作用可以避免使用过程中的氧化锌流失，但是胶溶法制备材料的比表面积最低，使其作为催化材料使用时受到制约。

CN200710045746.4公开了一种可降低汽油硫含量的催化裂化助剂，该助剂包含锌铝尖晶石和均匀分散的氧化锌以及任选的至少一种稀土金属元素氧化物的复合氧化物，由具有类水滑石结构的锌铝层状物质与任选的稀土水合氧化物的混合物经焙烧而制得，化学式为ZnAl₂O₄·(1-9)ZnO·(0-0.5)RE₂O₃；其制备方法是将氢氧化钠和可溶性无机钠盐滴加到锌盐、铝盐和稀土离子的混合溶液中，溶液的pH值为8-11，在500-1000℃焙烧1-4h。该助剂成型后与常规FCC催化剂和/或活性强化助剂掺合应用于催化裂化过程中，具有降低汽油硫含量功能并具有优异的水热稳定性。为得到锌铝尖晶石结构，该材料需要在较高温度焙烧，焙烧后比表面积最大为120m²/g。

CN201210178395.5(CN103449503A)公开了一种纳米锌铝尖晶石的制备方法，其制备方法为将锌盐加入水中溶解，加入铝源，搅拌10-30分钟，加入扩孔剂，搅拌，在20-100℃老化30-60分钟，干燥，500-1200℃焙烧；原料摩尔配比为Zn：Al：水＝1：2：16-35；以氧化锌的质量为100％计算，扩孔剂的加入量为0.5-30％；扩孔剂为蔗糖、丙三醇、碳酸铵、碳酸氢铵、聚苯乙烯乳液、聚乙二醇中的一种或几种。所合成的锌铝尖晶石的比表面积从60到300m²/g。该方法投料的锌铝配比较低并且制备过程添加扩孔剂，仅得到锌铝尖晶石，不包含均匀分散的氧化锌。CN201310625314.6(CN103691441)公开了一种强吸附、高可见光降解性能光催化材料的制备方法，该发明涉及一种用三元类水滑石为前驱体，通过高温焙烧获得的高比表面介孔结构锌铝尖晶石和氧化锌、氧化镍纳米复合光催化材料及其制备方法，该材料用于对有机污染物的吸附和降解。该发明利用硝酸锌、硝酸镍、硝酸铝、碳酸钠和氢氧化纳等为原料，分别配制成盐溶液和碱溶液，在80℃并磁力搅拌下，用恒流泵将其混合；反应混合液转移到水热反应釜中，于130-180℃下水热处理5-10h；抽滤、洗涤、干燥即得前驱体，将前驱放入马弗炉中在400-600℃下焙烧2-6小时，即得产物，锌、镍、铝离子摩尔比为1-3:1-3:1-3，比表面积大于150m²/g。该方法合成三元类水滑石前驱体的过程中需要进行水热处理，并且处理时间较长。