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【技术实现步骤摘要】
一、本专利技术涉及原油加工,更具体的说是涉及一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法。
技术介绍
0、二、
技术介绍
1、乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等低碳烯烃是非常重要的基础有机化工原料,在高分子聚合物、橡胶、表面活性剂、医药、染料等领域应用广泛,尤其是乙烯和丙烯的生产能力常常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志。目前,全世界大约95%的乙烯和66%的丙烯是通过石脑油或轻柴油等轻质原料的蒸汽热裂解工艺生产。然而,随着常规原油资源的日益枯竭,世界原油供应呈现重质化、劣质化发展趋势,导致轻质裂解原料逐渐匮乏。现阶段,蒸汽裂解技术固有的加工重油原料难度大、丙烯与乙烯选择性比例难以调控、能耗过高等缺点严重影响企业的经济效益,难以适应未来烯烃市场需求结构变化。
2、近年来开发的原油直接催化裂解多产低碳烯烃技术较多,如中国石化石油化工科学研究院开发的dcc/cpp工艺,uop公司开发的petrofcc工艺,沙特阿美开发的hs-fcc工艺,印度石油公司开发的indmax工艺,exxonmobil和kellog公司联合开发的maxofin工艺和中国石油大学(华东)提出的两段提升管催化裂解(tmp)工艺等,受到业界的广泛关注并进行工业示范。与蒸汽裂解相比,催化裂解技术具有原料适应性广、反应温度低、能耗低等优点。但上述工艺中所用催化剂主要为孔口尺寸较小的zsm-5和y型分子筛,严重限制动力学直径较大原油分子的传质及扩散,使其难以进入分子筛孔道内部而大量聚集于催化剂表面,这一方面弱化了分子筛催化剂的择形催化功能,造成低碳烯烃
3、除酸性催化剂外,近年来学者也对铝酸钙等金属盐型碱性催化剂进行了广泛研究。该类催化剂的孔道结构以介孔和大孔为主,有利于原油大分子的扩散并吸附于活性位点进行裂化反应;此外,由于固体碱性催化剂仅具备脱氢活性而缺少氢转移功能,产物中烯烃选择性较高。但由于其无酸性或酸性较弱,所需裂解温度通常较高,工业应用较少。
4、有研究表明,通过特殊的合成方法将两种或者多种不同物化性质的催化剂结合在一起,制备成复合催化剂材料,因其具有不同的孔道结构和酸碱特性,在非均相催化反应中呈现出比单一催化剂更优异的催化反应性能。因此设法合成酸碱复合催化剂,结合碱性催化剂的大孔道、高脱氢活性和酸性分子筛催化剂的择形孔道、强酸性,促进原油高效转化的同时提高低碳烯烃收率。
5、现阶段,复合催化剂的制备方案主要有水热晶化法和机械混合法。其中,专利cn118183785a、cn105293519a、cn117983289a、cn101767034a和cn115814848a均公开了一种两步晶化法制备复合分子筛催化剂的方案,但以上方法在合成过程中需消耗大量水,废水污染问题严重,且制备出的复合分子筛催化剂本质上仍为单一的酸性催化剂,未考虑氢转移反应的影响。专利cn117244589a、cn115770614a、cn114832855a均使用了简单的机械混合法将多种催化剂进行复合,但该法并不能保证多种基质的充分接触与混合均匀,难以形成梯级孔道结构便于原油大分子的串联反应。
技术实现思路
0、三、
技术实现思路
1、为解决以上问题,本专利技术提供了一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其能提供协同催化的孔道结构与酸碱特性,原油催化裂解性能优异,乙烯、丙烯收率较高,且整个合成过程绿色环保,避免了废水污染问题。
2、本专利技术具体采用如下技术方案:
3、一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,包括以下步骤:
4、首先通过等体积浸渍法制得金属负载型酸性催化剂,筛分得到325~500目超细酸性催化剂粉末;同样经筛分得到325~500目超细碱性催化剂粉末;将上述两种催化剂经球磨混合均匀后压片成型或喷雾造粒即得酸碱复合催化剂。
5、进一步的,所述活性金属组分为ni、fe、ca、mg、k、na、mn、zn、cu、co中的一种或多种。
6、更进一步的,所述酸性载体为3a、4a、sapo-34、zsm-5、usy。
7、更进一步的,所述等体积浸渍过程为将配制好的金属盐溶液与酸性载体混合,搅拌均匀后过夜静置干燥,550℃焙烧4~8h即得金属负载型酸性催化剂。
8、更进一步的,所述活性金属组分负载量为0.01~10wt%。
9、更进一步的,所述超细酸性催化剂粉末的目数为325~500目。
10、更进一步的,所述碱性催化剂为铝酸钙、铝酸镁、铝酸锌、硅酸镁、硅酸钙中的一种或多种,筛分得到超细碱性催化剂粉末的目数为325~500目。
11、更进一步的,所述超细酸碱催化剂粉末按质量比为0.1:1~10:1混合。
12、更进一步的,所述球磨机转速为200~400rpm/min,球磨时间为1~2h。
13、更进一步的,所述压片压力为18~20mpa,压片时间为5~7min;喷雾造粒后得到的固体颗粒的平均粒径为25~200μm。
14、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:
15、(1)本专利技术所提供的一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法不需消耗水,整个过程绿色环保、无废水排放。
16、(2)本专利技术所提供的一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法与传统机械混合法相比,增添混合基质预处理筛分步骤,以超细粉末为原料进行球磨混合,确保酸碱催化剂的充分接触与有效耦合。
17、(3)本专利技术所提供的一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,成功结合了碱性催化剂的大孔道、高脱氢活性和酸性分子筛催化剂的择形孔道、强酸性,在原油催化裂解反应中表现出优异性能,乙烯、丙烯收率显著增加。
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1.一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,所述活性金属组分为Ni、Fe、Ca、Mg、K、Na、Mn、Zn、Cu、Co中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,所述酸性载体为3A、4A、SAPO-34、ZSM-5、USY。
4.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,等体积浸渍过程为将配制好的金属盐溶液与酸性载体混合,搅拌均匀后过夜静置干燥,550℃焙烧4~8h即得金属负载型酸性催化剂。
5.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,金属负载型酸性催化剂中活性金属组分负载量为0.01~10wt%。
6.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,筛分得到超细酸性催化剂粉末的目数为325~500目。
7.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特
8.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,超细酸碱催化剂粉末按质量比为0.1:1~10:1混合。
9.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,球磨机转速为200~400rpm/min,球磨时间为1~2h。
10.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,压片压力为18~20MPa,压片时间为5~7min;经喷雾造粒后得到的固体颗粒的平均粒径为25~200μm。
...【技术特征摘要】
1.一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,所述活性金属组分为ni、fe、ca、mg、k、na、mn、zn、cu、co中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,所述酸性载体为3a、4a、sapo-34、zsm-5、usy。
4.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,等体积浸渍过程为将配制好的金属盐溶液与酸性载体混合,搅拌均匀后过夜静置干燥,550℃焙烧4~8h即得金属负载型酸性催化剂。
5.根据权利要求1所述一种酸碱复合原油催化裂解催化剂的制备方法,其特征在于,金属负载型酸性催化剂中活性金属组分负载量为0.01~10wt%。
6.根据权利要求1所述一种酸...
【专利技术属性】
技术研发人员:田原宇,乔英云,马文硕,马安,胡佳宇,佘志鸿,刘峰,张帝,王成标,罗丹,韦靖武,杨志濠,张燕鹏,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:
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