[发明专利]一种接触剂的应用以及改性接触剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种接触剂的应用以及改性接触剂及其制备方法与应用，属于接触剂技术领域。本发明中提供了一种接触剂在重质原料裂解反应过程中的应用，该接触剂的主要组成包括θ‑Al₂O₃、δ‑Al₂O₃及η‑Al₂O₃中的至少一种。此外，本申请提供的改性接触剂的成分包括接触剂和负载于接触剂表面的碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物，接触剂的主要组成同上，Al₂O₃在改性接触剂中的含量为60‑100wt％，碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物的总量在改性接触剂中不超过15wt％。该改性接触剂具有较高的容炭量以及耐高温耐水热性能，尤其适用于重质原料裂解反应过程。

技术领域

本发明涉及接触剂技术领域，具体而言，涉及一种接触剂的应用以及改性接触剂及其制备方法与应用。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃作为重要的有机化工原料在国民经济中具有不可替代的地位。随着经济的快速发展，我国对乙烯和丙烯的市场需求长期处于快速增长态势。目前，乙烯、丙烯及丁烯的来源，从生成机理区分为催化转化和热裂化两个技术方向。热裂化法是以管式裂解炉工艺为代表的直接热裂化工艺，其特点是原料转化以自由基热裂化反应为主，乙烯为主要目标产物。催化转化法是以催化裂化工艺为代表的催化转化工艺，其特点是原料在酸催化剂上以正碳离子机理进行催化裂化反应，通常以汽油柴油为目标产物，副产的低碳烯烃以丙烯为主。

管式炉裂解方法占世界乙烯产量的一半以上，该方法一般适用于轻烃原料，如石脑油、轻柴油、乙烷、丙烷、丁烷等，不适合加工生焦趋势严重的重质油品。

FCC(包括常规FCC、DCC等)装置是重油轻质化的重要装置，在生产汽柴油的过程当中，副产碳二碳三碳四烯烃。相对乙烯裂解炉等烯烃生产工艺，FCC烯烃选择性和产率均较低。催化热裂解工艺采用含分子筛的专用催化剂，生产以最大化丙烯为目标的低碳烯烃。

重油直接裂解制乙烯HCC是遵循自由基机理的流态化裂化技术，采用具有一定催化活性的固体颗粒接触剂促进自由基反应，接触剂在提升管反应器中与重油原料进行快速接触，得到以乙烯为主的低碳烯烃。

重油裂解制烯烃的转化步骤是一个强吸热的自由基裂化反应过程，通常情况下在600℃-850℃的高温反应条件进行。在连续反应再生的重油裂解制烯烃提升管或流化床工艺中，裂解反应过程副产的焦炭随失活催化剂从沉降器进入再生器，再生器的烧焦过程中使催化剂温度提高至750℃-950℃，复活后的高温催化剂再进入提升管反应器与反应原料接触的同时提供了反应热。反应所需热量是由焦炭的燃烧热提供的，如果焦炭产率过低，再生器烧焦时不能提供更多的热量来满足反应温度，就需要在再生器中喷入附加的燃油补充热量。实际情况是，重油的高温热裂解为追求最大化的低碳烯烃产率反应深度较深，焦炭产率往往高达10％-20％，其烧焦热量完全可以满足工艺需求。但催化剂或接触剂如果不能有足够高的载炭能力，反应生成的焦炭则以焦粉形式沉积于沉降器或进入后续油气系统，不仅造成沉降器和油气系统的阻塞，也使重油性质变差。催化剂或接触剂不能有效载炭更会造成再生器没有足够可烧的焦炭，无法达到烧焦再生的目标温度，进而不得不向再生器喷入额外的燃油来补充热量。

在连续反应再生的重油裂解制烯烃提升管或流化床工艺中，常见的催化材料不能长期耐受再生器中750℃-950℃的水热环境，如在已知的载体材料中SiO₂材料强度差，不耐冲击，存在高温变态，不适合连续反应-再生的流化床且高温的工艺。分子筛材料中，Y型分子筛不耐高温，ZSM-5分子筛孔径较小，不适合重油大分子的裂解。以上材料满足不了重油裂解制烯烃比较苛刻的使用条件，需要开发一种专用催化剂或热载体，实现重油直接转化生产低碳烯烃装置的良性运转。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种接触剂在重质原料裂解反应过程中的应用。