本公開總體涉及催化劑,更具體地涉及催化劑生產方法。
背景技術:
1、乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯,以及苯、甲苯和二甲苯等芳烴化合物是大部分石化工業(yè)的基本中間體。它們通常是通過石油氣和餾分油(如石腦油、煤油或者甚至瓦斯油)的熱裂化(或蒸汽熱解)獲得的。這些化合物也通過煉油廠流化催化裂化(fcc)工藝生產,在該工藝中,經典的重質原料(如瓦斯油或渣油)被轉化。典型的fcc原料的范圍從加氫裂化底到重質原料餾分,如減壓瓦斯油和常壓渣油;然而,這些原料是有限的。目前,丙烯生產的第二大重要來源是來自fcc裝置的煉油廠丙烯。隨著需求的不斷增長,fcc裝置所有者越來越關注石化市場,通過利用丙烯市場出現(xiàn)的經濟機會來增加他們的收入。
2、全球對輕質烯烴的需求不斷增加,這仍然是許多綜合煉油廠面臨的主要挑戰(zhàn)。特別是,一些有價值的輕質烯烴,如乙烯、丙烯和丁烯的生產引起了越來越多的關注,因為純烯烴流被認為是用于聚合物合成的構建要素。輕質烯烴的生產取決于幾個工藝變量,如進料類型、操作條件和催化劑類型。
3、盡管有可用于生產更高產率的丙烯和其他輕質烯烴的選擇,但仍在進行該領域的密集研究活動。這些選擇包括為該工藝開發(fā)更具選擇性的催化劑,并增強工藝配置,以獲得更有利的反應條件和產率。特別是,由于其優(yōu)異的穩(wěn)定性、強酸性和規(guī)則的孔徑,沸石在石化和化學轉化工藝中的工業(yè)催化中具有重要意義。
技術實現(xiàn)思路
1、因此,對適合化學處理的催化劑的生產方法的需求持續(xù)存在。如本文所述,本公開的實施方案通過生產催化劑滿足了這種需求。現(xiàn)在描述的方法通過以下步驟生產催化劑:形成介孔β沸石顆粒,用金屬和磷浸漬介孔β沸石顆粒以生產金屬和磷浸漬的沸石,以及將金屬和磷浸漬的沸石與粘土和氧化鋁結合以生產催化劑。在一些實施方案中,現(xiàn)在描述的方法生產的催化劑可具有微孔、介孔和大孔;并且與傳統(tǒng)催化劑相比,介孔和微孔可更加均勻。通過本文公開的方法制備的這種催化劑可特別用于蒸汽增強催化裂化系統(tǒng)并且能夠將原油直接轉化為具有增加的產率的輕質烯烴,如乙烯和丙烯中的至少一者。通過本文公開的方法制備的催化劑可耐受高水熱條件,同時保留其活性和選擇性。
2、根據(jù)本公開的一個或多個實施方案,生產流化催化裂化催化劑的方法包括:形成介孔β沸石顆粒,用金屬和磷浸漬介孔β沸石顆粒以生產金屬和磷浸漬的沸石,以及將金屬和磷浸漬的沸石與粘土和氧化鋁結合以生產催化劑。形成步驟包括:將結晶β沸石轉化為非結晶材料,相對于結晶β沸石,非結晶材料具有降低的二氧化硅含量,以及使非結晶材料結晶以生產介孔β沸石顆粒。
3、本公開中所述技術的附加特征和優(yōu)點將在后續(xù)具體實施方式中闡述,且對于本領域技術人員而言,部分附加特征及優(yōu)點通過說明書即可顯而易見,或通過實踐本公開中所述技術(包括后續(xù)的具體實施方式、權利要求書及附圖)得以認知。
1.生產催化劑的方法,所述方法包括:
2.根據(jù)權利要求1所述的方法,其中所述金屬包含ce、la、fe或它們的組合。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述金屬和磷浸漬的沸石包含:
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述粘土包含高嶺土。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述金屬和磷浸漬的沸石與所述粘土的質量比為0.5至2。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述轉化步驟包括:
7.根據(jù)權利要求6所述的方法,其中所述形成步驟還包括將所述溶液冷卻至-25℃至50℃的溫度。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法,其中所述結晶步驟包括:
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述形成步驟還包括在70℃至90℃的溫度下,用銨鹽處理所述β沸石顆粒1小時至12小時。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述結晶β沸石包括0.1微米(μm)至1.4μm的平均晶體大小。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述結晶β沸石包括30至350的二氧化硅與氧化鋁的摩爾比。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述金屬氫氧化物在溶液中,并且包括0.01摩爾/升(m)至5m的濃度。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述金屬氫氧化物包含氫氧化鋰(lioh)、氫氧化鈉(naoh)、氫氧化鉀(koh)、氫氧化銣(rboh)、氫氧化鎂(mg(oh)2)、氫氧化鈣(ca(oh)2)、氫氧化鍶(sr(oh)2)、氫氧化鋇(ba(oh)2)或它們的組合。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述介孔β沸石包括以下中的一項或多項:
15.裂化原油的方法,所述方法包括使所述原油與催化劑在流化床反應器中接觸,其中所述催化劑通過根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法生產。
16.根據(jù)權利要求13所述的方法,還包括將蒸汽注入所述反應器中,其中所述蒸汽與所述原油的質量比為0.2至1.0。
17.根據(jù)權利要求13所述的方法,其中所述催化劑與所述原油的重量比為7至40。