[发明专利]多产丙烯和异戊烯的催化裂化助剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种多产丙烯和异戊烯的催化裂化助剂及其制备方法和应用。所述多产丙烯和异戊烯的催化裂化助剂以干基计，基于所述催化裂化助剂的总重量，包括：15～45重量％的碱改性ZSM‑5分子筛；1～20重量％的USY分子筛；1～10重量％的β沸石；3～25重量％的P₂O₅；3～25重量％的无机氧化物；以及余量的粘土。本发明的多产丙烯和异戊烯的催化裂化助剂能够促进催化裂化汽油中C8以上汽油组分的择形异构裂化反应，可以同步提高丙烯和异戊烯的产率，提高液化气增量中的丙烯含量(Δ丙烯/Δ液化气)，并联产高辛烷值汽油。

技术领域

本发明涉及一种多产丙烯和异戊烯的催化裂化助剂及其制备方法和应 用，适用于催化裂化过程的多产丙烯和异戊烯的催化裂化，属于石油炼制工 艺过程领域。

背景技术

随着石油化工产业的快速发展，丙烯的需求量不断增长。2013年，国内 丙烯需求量为1710万吨/年，产量约为1460万吨/年，供需缺口大。石油化工 过程生产丙烯的工艺方案有多种，比如传统的石脑油蒸汽裂解法、乙烯与丁 烯的易位反应技术、丁烯歧化反应(CN1618512A、CN1618515A)、丙烷脱 氢技术(如CN1073893A)、甲醇制丙烯技术以及催化裂化工艺等。对比分析， 通过流化催化裂化(FCC)工艺生产丙烯具有投资少、原料适应性广、成本 低等显著特点而越来越受到广泛关注(US5318696A、US5997728A、 US5236880A、US5472594A、CN1465527A、CN1796496A、CN1854254A)。

甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油高辛烷值的调和组分，在生产高标号 汽油中的作用越来越大，致使生产MTBE原料的异丁烯的需求量日益增加。 而且，催化裂化汽油仍占国内成品汽油70％左右，在各种提高催化汽油辛烷 值的技术方案中，对催化轻汽油进行醚化处理是改进催化汽油质量有效途径 之一，其反应条件缓和，工艺过程简单、环保。

轻汽油醚化技术主要使催化轻汽油中的异戊烯等叔碳烯烃与甲醇进行 醚化反应生成高辛烷值醚类化合物。如异戊烯与甲醇反应生成甲基叔戊基醚 (TAME)，汽油辛烷值从99提高到112；异己烯与甲醇反应生成甲基叔己基 醚(HXME)，汽油辛烷值从90增加到100。在明显降低催化汽油烯烃的同时 提高了汽油辛烷值，并将低廉的甲醇转化为高价值的汽油组分，有效增加了 企业的经济效益。

因此，轻汽油醚化技术受到高度重视，随着国VI汽油标准的快速推进， 轻汽油醚化处理量将从目前的大约800万吨/年快速提高到1700万吨/年。目 前，制约醚化技术的质量和效益的关键因素之一是轻质油中异戊烯等叔碳烯 烃含量偏低，一般只有5-7重量％，致使甲醇的消耗量较低，大致在7-10重 量％。因此，开发有效增产轻汽油中异戊烯的技术迫在眉睫。

在催化裂化反应工艺中，通过改变催化剂/助剂性能达到多产低碳烯烃 具有操作灵活、经济可行、见效快的技术优势。对此，国内外开发了不同类 型的分子筛改性和多产丙烯催化裂化催化剂/助剂制备技术，并得到了一定的 应用。

美国专利申请US5318696A提出了一种基于大孔分子筛和SiO₂/Al₂O₃的 摩尔比小于30的具有MFI结构的分子筛组成的催化剂的石油烃转化工艺过 程，该工艺通过对现有催化裂化过程进行改进生产高辛烷值汽油，并多产低 碳烯烃，特别是丙烯。

美国专利申请US5997728A公开了在重质原料催化裂化过程中大量使用 择形助剂的方法。助剂由无定形基质中加入12～40％的ZSM-5分子筛组成。 催化剂藏量包括至少10％的助剂，使得ZSM-5分子筛在催化剂体系中的比例 超过3％。该方法可以在大幅度提高低碳烯烃的同时，不增加芳烃产量和损 失汽油产率。