[发明专利]一种新型催化裂化催化剂载体及其制备方法

说明书

本发明涉及催化剂载体技术领域，同时也是固体废弃物处理应用领域，具体是一种由粉煤灰制备新型催化裂化催化剂载体的研究技术。该方法采用表面处理剂对粉煤灰进行改性处理后得到具有高比表面、高稳定性和介孔分布范围广的催化剂载体材料，这种载体材料化学性质稳定，孔径为3‑60nm，介孔主要集中于5‑20nm，比表面为130‑350cm²/g，孔体积为0.1‑2.0cm²/g，在催化裂化催化剂结构中提供中等大小的孔道，能裂解大中等油分子，提高重油、渣油等劣质油品向轻质油品的转化率，具有较好的应用推广前景。

技术领域

本发明涉及催化裂化催化剂载体技术领域，同时也是固体废弃物处理应用领域，具体是一种由粉煤灰制备新型催化裂化催化剂载体的研究技术。

背景技术

催化剂主要由载体(基质)、粘结剂、活性组分三部分组成，其中载体主要用于支持活性组分，使活性组分分散在其表面上，并能为催化剂增加有效表面和提供合适的孔结构、提高催化剂的水热稳定性和机械强度、增加催化剂的抗毒性能等作用。

载体自身物化性能的不同，其在催化剂中的影响程度也不同。根据IUPAC的分级标准，在FCC催化剂中要存在三种不同类型的孔：微孔、介孔和大孔。其中，由活性组分提供孔径小于2nm的微孔，主要为烃类的裂化提供反应活性位，即对裂化起关键作用的分子筛作为提供微孔的材料，烃类需进入分子筛的内部方可得到裂化形成小分子。然而，由于重油组分中因其自身的支链多、结构复杂等特点导致其分子太大(动力学直径在3-10nm之间)，不能直接进入微孔进行裂解反应。重油大分子的预裂解反应通常在小颗粒空隙间形成的大孔(＞ 50nm)进行。介于大孔与微孔之间的介孔通常用于将环烷烃和芳香烃的侧链裂解成轻烃和轻循环油(柴油)，但催化剂中介孔的数量是有限的。

关于催化裂化催化剂载体的研究报道有很多，如专利CN1210031A公开了一种催化裂化催化剂载体的改性方法，将高岭土与硫酸铵的混合物于高温下焙烧后水洗得到改姓后的高岭土，以改性后的高岭土为载体制备的催化裂化催化剂具有更高的重油转化能力，更高的活性和汽油选择性。专利CN104549541A公开了一种重油催化裂化催化剂载体的制备方法，该方法在催化剂载体的制备过程中加入至少两种硅源，将粘土、氧化铝和氧化硅按照一定的比例进行混合并经过一定的过程，最终得到具有利于重油裂化的优质孔道分布的催化裂化催化剂。

随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

目前，粉煤灰各电厂炼厂产生的粉煤灰，它们大部分是铝、硅，还有少量的Ti、Fe等金属。

研究表明，目前主要的处理方式为掩埋或是做建筑用材，也有一些提取其中的有用物质，合成其它材料等研究，但是这些研究很少能实现其各种元素的分离与单独应用，限制了粉煤灰的再利用领域，且未有将处理后的粉煤灰应用于催化裂化催化剂的制备过程中的报道。

本发明根据粉煤灰的成分构成，将其进行改姓处理得到具有较宽的孔径分布的新型催化裂化催化剂载体，并考察了其应用于催化渣油裂化催化剂中的催化性能，因此这种资源化利用方式具有明显的经济效益和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型催化裂化催化剂载体及其的制备方法，该载体是具有高比表面、强吸附性能和介孔分布范围广的硅质介孔材料，这种硅质介孔材料性质稳定，孔径为3-60nm，介孔主要集中于5-20nm，比表面为130-350cm²/g，孔体积为0.2-2.0cm²/g，在催化裂化催化剂结构中提供中等大小的孔道，能裂解大、中等油分子，提高重油、渣油等劣质油品向轻质油品的转化率。

本发明所提供的催化裂化催化剂载体的制备方法包括以下几个步骤：