[发明专利]一种非贵金属重芳烃轻质化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，尤其是涉及一种重芳烃轻质化多产轻质BTX芳烃的非贵金属催化剂及其制备方法，适用于劣质C₁₀⁺重芳烃的高附加值清洁利用。

背景技术

目前重芳烃的主要来源有炼油厂催化重整装置副产的C₁₀⁺重芳烃、乙烯裂解装置副产C₁₀⁺重芳烃、芳烃歧化及异构化生成油、煤高温炼焦副产的重芳烃等，原料中稠环芳烃极易使催化剂积碳失活，且部分重芳烃原料的硫氮含量较高，因而加工处理重芳烃时，需要催化剂具有良好的加氢活性和优良的耐硫氮性能。

重芳烃轻质化的核心技术是其催化剂的制备，重芳烃轻质化涉及的主要反应包括重芳烃的加氢饱和反应、开环裂化反应和异构化反应，现有的大部分重芳烃轻质化技术都是采用贵金属Pt为加氢活性中心，载体提供开环裂化反应和异构化反应等正碳离子反应需要的酸性中心。尽管贵金属Pt具有很强的加氢活性，但其价格昂贵，且对原料的适应性较差。

磷化镍属于过渡金属磷化物，是一种具有高加氢活性、高稳定性和高抗硫活性的“类铂”催化材料，磷化镍晶体表面具有较多边角催化活性位点，是一种新型高活性催化材料，具有巨大的研究价值和应用前景。

专利CN200880113971公开了一种以ZSM-5分子筛为催化剂加工重芳烃生产轻质芳烃的方法，重芳烃发生加氢裂化反应和脱烷基反应生成甲苯等轻质芳烃。重芳烃的转化率在42.8％左右，其中C₁₀⁺重芳烃的转化率在40％左右，但重芳烃原料中C₁₀⁺重芳烃的比例要低于10％。

专利CN101885663A公开了一种以ZSM-5/β核壳型分子筛为催化剂，加工C₉⁺重芳烃生产轻质芳烃的方法；大分子芳烃在壳层β分子筛的孔道中裂化为较小分子后，继续进入核相孔道进行择形或其他裂化反应，原料总转化率较高可达66％左右，但表面β壳层的覆盖度不稳定，导致催化剂稳定性较差，且更大分子量的重芳烃无法有效转化。

综上所述目前用于重芳烃轻质化的催化剂和技术存在以下问题：(1)多适用于C₉⁺重芳烃的加工处理；(2)对处理混有较高含量C₁₀⁺的重芳烃原料，大部分技术存在重芳烃转化率低、目标产品收率低，经济效益差的问题；(3)大部分技术采用贵金属催化剂，项目固定投资高，且原料需预处理，防止贵金属中毒，增加操作费用，因而导致贵金属重芳烃轻质化催化剂推广受限。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的无法清洁高效处理劣质C₁₀⁺重芳烃和产品分布不合理的问题，提供一种新型非贵金属重芳烃轻质化催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种非贵金属重芳烃轻质化催化剂，该催化剂由催化剂复合载体、活性组分和助剂组成，其中助剂为碱金属或碱土金属；

所述催化剂复合载体的组成组分和组分的质量百分含量为：无定形硅铝含量为10～70％，HY或USY型分子筛含量为10～70％，余量为拟薄水铝石；所述催化剂的活性组分为Ni₂P，Ni₂P含量为基于所述催化剂复合载体质量的5～13％；

所述的碱金属选自钠、钾、铷中的一种或多种，碱金属氧化物的总含量为基于所述催化剂复合载体质量的0.05～0.15％；

所述的碱土金属选自镁、钙中的一种或多种，碱土金属氧化物的总含量为基于所述催化剂复合载体质量的0.05～0.15％；

所述催化剂的比表面积为350～550m²/g，孔容为0.5～1.2cm³/g，红外酸量为0.5～1.0mmol/g，Hammett法PKa<-3.0酸量为0.4～0.8mmol/g。

本发明非贵金属重芳烃轻质化催化剂中，优选所述HY或USY型分子筛的性质如下：

SiO₂/A1₂O₃摩尔比为5～25，比表面积为400～1000m²/g，孔容为0.5～2.0cm³/g，红外酸量为0.7～1.3mmol/g，Hammett法PKa<-3.0酸量为0.6～1.0mmol/g。