[发明专利]含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及石油化工领域，公开了一种含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包括催化剂前体以及第二氧化物；所述催化剂前体包括高硅铝比ZSM‑5分子筛、超大孔硅胶和第一氧化物；所述超大孔硅胶的平均粒子直径为20‑60μm，比表面积为150‑600m²/g，孔体积为1.0‑2.5mL/g，孔径呈双峰分布，且两个峰分别对应的第一最可几孔径为1‑4.5nm，第二最可几孔径的孔径为20‑50nm。本发明所提供的催化剂用于轻汽油催化裂解反应，能够有效提高轻汽油中烯烃转化率，以及提高丙烯的选择性，进而降低轻汽油产品的烯烃含量。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，丙烯需求增长势头强劲。利用烯烃或含烯烃原料催化裂解增产丙烯具有原料适应性强、产品结构调整灵活、丙烯/乙烯比值高、生产成本低的特点。

因为ZSM-5分子筛具有结构稳定性好的特点，所以现有技术所公开的轻汽油裂解催化剂，几乎都是以ZSM-5分子筛作为主要成分。虽然未经改性的ZSM-5分子筛在轻汽油裂解反应中有很好的初活性，但是反应稳定性较差。为了改善催化剂的性能，很多研究人员对ZSM-5分子筛的合成和改性做了深入研究。例如：为了降低催化剂表面酸性中心数目，抑制脱氢副反应的发生，很多研究人员选择使用高硅铝比的ZSM-5分子筛(CN1611472A 和CN1490288A)；还有人在分子筛的晶化过程中添加一定量的卤素钠盐或经过水蒸汽处理以后用磷和稀土元素进行改性(CN102069007A)。上述研究的主要目的都是为了降低ZSM-5分子筛过多酸性位对反应的不利影响，并没有对ZSM-5分子筛的孔道结构产生明显影响。

ZSM-5分子筛均属于微孔分子筛范畴，虽然微孔分子筛结构有序稳定，但是孔口尺寸较窄，一般在0.4-0.7nm之间，ZSM-5分子筛的孔口尺寸在 0.5-0.6nm之间。在烯烃裂解反应过程中，尺寸较大的反应物分子和产物分子在狭窄孔道间扩散困难，不仅影响反应物与活性中心接触，还易于导致深度脱氢等副反应的发生。

因此，现有技术中轻汽油催化裂解增产丙烯催化剂的丙烯选择性还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在的轻汽油催化裂解增产丙烯催化剂丙烯产率不高和稳定性较差的缺陷，提供一种含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用，本发明所提供的含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂用于轻汽油催化裂解反应，能够有效提高轻汽油中烯烃转化率，以及提高丙烯的选择性，进而降低轻汽油产品的烯烃含量。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂，其中，所述轻汽油裂解增产丙烯催化剂包括催化剂前体以及第二氧化物；所述催化剂前体包括高硅铝比ZSM-5分子筛、超大孔硅胶和第一氧化物；其中，所述超大孔硅胶的平均粒子直径为20-60μm，比表面积为150-600m²/g，孔体积为1.0-2.5mL/g，孔径呈双峰分布，且两个峰分别对应第一最可几孔径和第二最可几孔径，所述第一最可几孔径为 1-4.5nm，所述第二最可几孔径的孔径为20-50nm。

本发明第二方面提供了一种前述所述的含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂的制备方法，其中，该方法包括：

(1)在稀硝酸存在下，将ZSM-5分子筛、超大孔硅胶、粘合剂和助挤剂混合进行挤压成型并进行第一焙烧处理，得到催化剂前体；

(2)将所述催化剂前体浸渍于氧化物前体的水溶液中并进行干燥和第二焙烧处理，得到含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂。

本发明第三方面提供了一种前述所述的含有超大孔硅胶的轻汽油裂解增产丙烯催化剂在催化裂解中的应用。

通过上述技术方案，与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：