含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及石油化工技术领域，提出了含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂及其制备方法，以重量干基计，由5%

【技术实现步骤摘要】
含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化工
，具体的，涉及含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油化工产业的快速发展，乙烯和丙烯为主的低碳烯烃需求量不断增长。石脑油蒸汽裂解提供了我国90%的乙烯和30%的丙烯。虽然蒸汽裂解工艺很成熟，但存在建设成本高、装置能耗大（反应温度大于800℃）、碳排放量大等弊端。为了应对全球日益严峻的能源消耗和环境污染问题，已经开发了采用微球催化剂的烃类催化裂解工艺技术。这种工艺使长链烃类在较高反应温度下（600℃
‑
700℃）转化为高附加值的乙烯、丙烯等低碳烯烃。烃类的裂解反应路径可分为正碳离子机理和自由基机理，前者通过固体酸作用主要生成丙烯和丁烯特征产物，后者则在热引发条件下生成乙烯为特征的产物。在微球催化裂解催化剂中，一般采用中小孔径的择形裂化分子筛和辅助的金属元素作为主要裂解组分，通过协调正碳离子和自由基反应达到增产丙烯和乙烯的目的。而中小孔径分子筛孔道容易堵塞，因此，催化剂的孔道畅通性对生产低碳烯烃具有重要影响。
[0003]目前，催化裂解催化剂在制备过程中主要采用铝溶胶或磷铝无机粘结剂为主的粘结剂，但是含铝溶胶粒径较小，会导致催化剂孔道的堵塞，限制中小孔分子筛增产低碳烯烃的功效，从而导致催化裂解催化剂的催化效果不理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂及其制备方法，解决了相关技术中催化裂解催化剂的催化效果差的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，以重量干基计，由5%
‑
35%磷硅复合粘结剂、25%
‑
50%第一分子筛、0
‑
25%第二分子筛、0.2%
‑
10%金属氧化物、0
‑
15%活性氧化铝和余量黏土组成；所述磷硅复合粘结剂为将磷酸和硅溶胶混合后在30℃
‑
95℃老化得到。
[0006]作为进一步技术方案，所述老化反应0.1
‑
5小时。
[0007]作为进一步技术方案，所述黏土包括高岭土、多水高岭土、蒙脱土、交联层状粘土，海泡石、膨润土、水滑石、硅藻土、累托石中的一种或多种。
[0008]作为进一步技术方案，所述磷酸包括正磷酸、亚磷酸中的一种或多种。
[0009]作为进一步技术方案，所述磷酸的质量浓度以P2O5含量计为20%
‑
62%，硅溶胶的质量浓度以SiO2含量计为15%
‑
50%。
[0010]作为进一步技术方案，所述硅溶胶的pH为1.0
‑
7.0，氧化钠20ppm
‑
200ppm，粒径4nm
‑
35nm。
[0011]作为进一步技术方案，所述磷硅复合粘结剂的组成，P2O5含量15%
‑
45%，SiO2含量5%
‑
25%，粒径5nm
‑
35nm，pH 0.4
‑
4.0。
[0012]作为进一步技术方案，所述磷硅复合粘结剂的粒径为5
‑
35nm。
[0013]作为进一步技术方案，所述第一分子筛为择形裂化分子筛，所述第二分子筛包括USY、RE
‑
USY、P
‑
USY、PRE
‑
USY中的一种或多种。
[0014]作为进一步技术方案，所述择形裂化分子筛包括ZSM
‑
5、M
‑
ZSM
‑
5、IM
‑
5、SAPO
‑
34、EU
‑
1、ITQ
‑
13、β、MCM
‑
22中的一种或多种。
[0015]含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂的制备方法，包括以下步骤：将磷硅复合粘结剂、第一分子筛、第二分子筛、金属化合物、活性氧化铝、黏土和水混合后，得到固含量为20%
‑
60%的浆液，将浆液经过干燥、焙烧处理后，得到催化裂解催化剂。
[0016]作为进一步技术方案，所述干燥为喷雾干燥，喷雾干燥入口温度为300
‑
600℃，尾气温度为100
‑
300℃。
[0017]作为进一步技术方案，所述焙烧温度为300℃
‑
600℃，焙烧时间为0.3h
‑
3.0h。
[0018]本专利技术还提出所述的含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂在烃类催化裂解反应中的应用。
[0019]本专利技术的工作原理及有益效果为：1、本专利技术中粘结剂为含磷硅的复合粘结剂，采用磷酸和硅溶胶老化后得到磷硅复合粘结剂，得到的磷硅复合粘结剂的粒径＞5nm，将磷硅复合粘结剂应用到催化裂解催化剂中，可以提高催化剂的孔体积及抗磨强度，充分发挥了中小孔径择形裂化分子筛的反应性能，从而有效提高乙烯和丙烯等低碳烯烃产率。
[0020]2、本专利技术制备得到的催化裂解催化剂液化气产率和双烯（乙烯+丙烯）收率高，显示了更优的催化裂解反应性能，将其应用在烃类催化裂解反应中，解决了催化剂孔道易堵塞的问题，提高了产物收率，具有良好的应用前景。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本专利技术保护的范围。
[0022]下述实施例及对比例中：1#ZSM
‑
5：硅铝比50，相对结晶度93%，氧化钠0.07%，固含量95.0%；2#ZSM
‑
5：硅铝比70，相对结晶度89%，氧化钠0.10，固含量94.5%；Fe
‑
ZSM
‑
5，Fe2O31.8%，固含量92.0%；USY分子筛，晶胞参数2.427nm，固含量96.0%；RE
‑
USY，RE2O31.9%，固含量95.2%；SAPO
‑
34；相对结晶度88%，固含量93.2%，均为工业品；高岭土：高岭石含量87%，固含量87.5%，平均粒度3.9μm；均为工业品；多水高岭土：埃洛石含量76%，固含量85.4%，平均粒度4.1μm；蒙脱土：固含量84.6%，平均粒度4.3μm，均为工业品；拟薄水铝石，固含量61.0%；一水氧化铝，固含量71.5%；铝溶胶，Al2O323.5%，均为工业品。
[0023]实施例1将900g P2O5含量61.5%的正磷酸和1100g SiO2含量30%的硅溶胶混合后，在80℃下反应0.2h，得到粒径为8nm的磷硅复合粘结剂，记为1#磷硅复合粘结剂；其中硅溶胶的pH为2.8，氧化钠含量为120p本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，其特征在于，以重量干基计，由5%
‑
35%磷硅复合粘结剂、25%
‑
50%第一分子筛、0
‑
25%第二分子筛、0.2%
‑
10%金属氧化物、0
‑
15%份活性氧化铝和余量黏土组成；所述磷硅复合粘结剂为将磷酸和硅溶胶混合后在30℃
‑
95℃老化得到。2.根据权利要求1所述的含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，其特征在于，所述老化时间为0.1
‑
5h。3.根据权利要求1所述的含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，其特征在于，所述磷酸包括正磷酸、亚磷酸中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，其特征在于，所述磷酸的质量浓度以P2O5含量计为20%
‑
62%，硅溶胶的质量浓度以SiO2含量计为15%
‑
50%。5.根据权利要求1所述的含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，其特征在于，所述磷硅复合粘结剂中P2O5含量为15%
‑
45%，SiO2含量为5%
‑
25%。6.根据权利要求1所述的含磷硅复合粘结剂的催化裂解催化剂，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘从华，常昆鹏，常瑞峰，张在云，荆惠子，张春辉，潘磊，刘征遥，蔡进军，张春桥，
申请(专利权)人：河北鑫鹏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：