[发明专利]一种稀土介孔分子筛及其制备方法和含分子筛的催化剂

说明书

本发明涉及了非常规能源开发利用领域，公开了一种稀土介孔分子筛及其制备方法和含分子筛的催化剂，所述稀土介孔分子筛的孔径为3‑7nm；所述含催化剂包括稀土介孔分子筛、季铵碱、负载金属纳米氧化铝、环已烷乙酸乙酯和表面活性剂。本发明的催化剂够加速油母质向油气转化的进程，降低油页岩裂解转化温度，改善了油页岩油品质组分，提高油页岩油气转化率，同时还具有生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等优点。

技术领域

本发明涉及非常规能源开发利用领域，具体是一种稀土介孔分子筛及其制备方法和含分子筛的催化剂。

背景技术

随着常规原油的不断减少和人们对石油需求的日益增加，油页岩作为一种储量巨大的非常规油气资源，其开采愈来愈受到重视。油页岩是一种含有机质的沉积岩，常规干馏采油方法是将油页岩导入干馏炉内直接加热，有机质热裂解后生成的产物，称为“人造石油”或油页岩油。在实际利用过程中，油页岩主要存在两方面的问题：一是油页岩中固体有机质(干酪根)的分解活化能较高，导致干酪根热裂解时需要较高的温度，其热裂解温度往往都在500℃以上，能耗高；二是热裂解产物容易脱氢，半焦产物多，油页岩油中轻馏分少，大部分组分为高于360℃的重馏分油，品质差。

催化剂能够改变反应过程中化学反应必需的活化能，从而改变反应速率、加快反应进行。通过添加催化剂降低油页岩油气转化所需的温度、改善油气产物品质成了油页岩工业化的一种方向。

中国发明专利CN1326974C公开了一种以环烷酸钴、乙二醇单甲醚、酸化活性白土、硬脂酸甘油酯、氯化石蜡70按不同配比混合配制而成的催化剂，在510～550℃下加热干馏油页岩，有效降低了含油岩石生产轻质燃料油的成本并提高轻质燃料油产品的品质。

中国发明专利CN101962559A公开了一种以环烷酸钴、乙二醇单甲醚、酸化活性白土、硬脂酸甘油酯和氯化石蜡按不同配比混合而成的催化剂，将催化剂分前后两次加入油页岩中，加入催化剂的总量是油页岩类矿石重量的0.8～2％，将其中的30～70％在加热干馏前加入油页岩类矿石原料中，将剩余的催化剂在干馏过程中加入油页岩类矿石原料中，大大节省催化剂的使用量，降低轻质燃料油的生产成本，提高生产效率。

中国发明专利CN103464179B公开了一种以二价钴锰盐、水和表面活性剂按一定比例混合配制成的催化剂，具体操作为在油页岩干馏裂解之前将催化剂溶液喷洒在破碎后的油页岩表面，或将油页岩浸泡在含有表面活性剂的催化剂溶液中，催化剂溶液渗透至油页岩内部后，自然或强制干燥油页岩，按原油页岩干馏裂解工艺生产页岩油。

中国发明专利CN103878031B公开了一种以分子筛、活性白土、有机钴酸盐、金属硫化钼/镍、甘油酸酯、石蜡按不同配比混合而成的催化剂，通过加入复合催化剂改善油页岩的热解过程，改变热解产物的产率和组成，提高目标产物的产率。该发明的催化剂中的分子筛能够提高干酪根的裂解活性，提高裂解率。

上述技术不足之处在于催化剂对于重馏分的选择性较低，产物中氮、硫含量高，增加了后续炼化和工艺成本压力。同时干馏裂解温度仍普遍较高，能耗成本高。

过渡金属如铜、铁、钴、镍、锰、锌、钼、锡、钙、镁等金属单质、卤化物、硫酸盐、碳酸盐、有机酸盐等添加在油页岩干馏过程中，这些金属化合物以溶液的形式渗入到油页岩微孔内部，具有降低裂解温度的效果，但是单一加入金属化合物对于改善裂解产物组分分布效果并不明显。