[发明专利]一种催化裂化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种催化裂化催化剂及其制备方法。本发明所公开的催化裂化催化剂，包括基质和分子筛，所述的基质包括中孔含硅氧化铝材料，中孔含硅氧化铝材料的加入量以氧化硅和氧化铝总质量计算，为基质质量的1.3～40％，所述的中孔含硅氧化铝材料，以氧化物重量计，其无水化学表达式为：(0‑0.3)Na₂O:(5‑25)SiO₂:(80‑98)Al₂O₃；B/L酸比值为0.2‑0.5；所述的材料具备网状结构表面。所述的催化裂化催化剂具有重油转化能力强、总液体收率高的特点。

技术领域

本发明属于无机催化领域，具体涉及一种FCC催化剂及其制备方法。

背景技术

多孔无机材料具有空旷的结构和大的表面积，被广泛的应用于很多领域，如离子交换、吸附与分离、主客体化学等。在催化工业中，它们也是最重要的一类催化剂和催化剂载体。尽管无机微孔晶体具有优良的催化、吸附、分离和离子交换等性质，然而，其相对小的孔径限制了大分子的透过和组装。因此，合成具有中大孔径的多孔材料一直是研究者的目标。

催化裂化是重油加工的主要手段，随着世界范围内原油重质化、劣质化的日益严重，重油转化能力成为制约炼油厂产品结构、经济效益的主要因素。重油由于分子直径较大，很难进入分子筛孔道，其主要在催化裂化催化剂中大孔上进行裂化，该部分孔道主要由活性基质提供，因此，需要基质材料具有一定的酸性。制备具有良好酸分布的中大孔基质材料，特别是在中大孔材料中引入B酸中心，有利于提高催化裂化催化剂的反应性能。

高岭土是催化裂化催化剂基质的主要组分，但其孔体积、比表面积通常较小，有研究指出，经酸或碱改性的高岭土比表面积、孔体积大幅提高，并具有非常好的重油转化能力。Okada采用20wt％H₂SO₄处理偏土时，获得的富硅材料其比表面积可达340m²g^-1，但其孔径、孔容相对较小，分别为0.6nm和0.258cm³g^-1(MicroporousMesoporous Mater 21，1998，289)。Carolina Belver研究结果显示，采用6M HCl处理偏土，得到比表面积219m² g-1，孔径、孔容分别为0.065cm³ g^-1的多孔材料(Chem.Mater.,14,2002,2033)。ZhangYing采用盐酸处理偏土得到的多孔材料比表面积、孔容分别为300m² g^-1、0.5cm³ g^-1，孔径在3.4nm左右(Stud.Surf.Sci.Catal.170A，2007，426)。李爱英(石油化工，35(6)，2006，579)等报道了碱改性高岭土为基质制备的催化剂，将基质的孔径扩大至8nm左右，改变了裂化活性和选择性；赵晨(工业催化，15(1)，2007，14)等采用碱处理制备内蒙古系高岭土催化剂基质，孔径能达到10nm，且裂化活性增强。Okada(J.Mater.Chem.8,1998,2863)通过碱处理高温焙烧土球，获得了孔体积、比表面积高达0.84cm³、270m² g^-1的γ-Al₂O₃.。

由于常规高岭土的弱酸性，催化裂化催化剂中还需加入氧化铝或硅铝材料以保证重油大分子子的裂化。在这些氧化铝或硅铝材料中引入中大孔对重油分子转化尤为重要。硅铝凝胶通过溶胶凝胶法制备，可通过控制反应温度、反应时间、pH值等反应条件来控制硅铝源的缩聚速度，最终得到不同孔径、孔容、比表面积的硅铝凝胶。如USP5051385介绍了一种中孔硅铝材料的合成方法，其孔径在20-50nm，比表面积在50～100m²g^-1。CN03147975.8制备的硅铝材料，孔径在10～20nm，孔体积可达1cm³g^-1以上。但溶胶凝胶法制备中大孔材料通常固含量低，步骤繁琐，过滤困难，且引入了大量的杂离子，洗涤耗水量大。