專利名稱：一種提高丙烯濃度的裂化助劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種提高催化裂化液化氣丙烯濃度的裂化助劑。
背景技術：
丙烯是重要的有機化工原料，隨著聚丙烯等衍生物需求的迅速增長，全世界對丙烯的需求也在逐年俱增。流化催化裂化是生產輕烯烴和丙烯的重要生產工藝之一。對于大多數(shù)催化裂化裝置而言，為了增產輕烯烴和丙烯，采用含有具有MFI結構沸石的催化劑或助劑是有效的技術途徑。
USP3,758,403較早披露在催化裂化催化劑中添加ZSM-5沸石的方法可以提高汽油的辛烷值和增加C3～C4烯烴的產率。例如，在含10％REY的常規(guī)催化劑中添加從1.5、2.5、5到10％的ZSM-5沸石后，汽油辛烷值提高，低碳烯烴的產率增加；使用含ZSM-5沸石的助劑時也有同樣的效果。
USP 5,318,696中提出了基于一種大孔沸石和硅鋁比小于30的具有MFI結構的沸石組成的催化劑的烴轉化工藝過程。該工藝通過改進的催化裂化過程生產高辛烷值汽油，并增產低碳烯烴，特別是丙烯。
USP 5,997,728中公開了在重質原料催化裂化過程中大量使用擇形裂化助劑的方法。所說助劑由無定形基質中加入12～40％的ZSM-5沸石組成，系統(tǒng)藏量至少10％，使得ZSM-5在催化劑中的比例超過3％。此方法可以在大幅度提高低碳烯烴的同時，不額外增加芳烴產量和損失汽油產率。
ZSM-5沸石用含磷化合物進行改性后，其裂化活性穩(wěn)定性可以提高，并減少沸石的用量。
CN 1049406C中公開了一種含磷和稀土并具有MFI結構的沸石，其無水化學組成為aRE2O3·bNa2O·Al2O3·cP2O5·dSiO2，其中a＝0.01～0.25，b＝0.005～0.02，c＝0.2～1.0，d＝35～120。該沸石在用于烴類高溫轉化時具有優(yōu)異的水熱活性穩(wěn)定性和良好的低碳烯烴選擇性。
CN 1034223C中公開了一種用于生產低碳烯烴的裂解催化劑，是由0～70％(以催化劑重量為基準)的粘土、5～99％的無機氧化物和1～50％的沸石組成。其中的沸石為0～25重％的REY或高硅Y型沸石和75～100重％的含磷和稀土的五元環(huán)高硅沸石的混合物。該催化劑具有較以ZSM-5沸石為活性組分的催化劑更高的水熱活性穩(wěn)定性、轉化率和C2＝～C4＝產率。
USP5,110,776中公開了以磷改性的ZSM-5沸石催化劑的制備方法。所說的磷改性過程是將沸石分散在PH值2～6的含磷化合物水溶液中，然后與基質打漿，噴霧干燥成型。所得催化劑在提高汽油辛烷值的同時不增加干氣和焦炭產率。
USP6,566,293中公開了一種含磷改性ZSM-5沸石的裂化催化劑。所說的磷改性ZSM-5的制備是將沸石分散在PH值4.5以上的含磷化合物水溶液中，使沸石負載至少10重％的磷(以P2O5計)，然后與基質和其它沸石組分打漿，噴霧干燥成型。所得催化劑具有較高的低碳烯烴產率。
USP 5,171,921中公開了一種用磷改性的ZSM-5沸石。該沸石具有20～60的硅鋁比，用含磷化合物浸漬后經500～700℃水蒸汽處理后，用于C3～C20烴轉化成C2～C5烯烴的反應時，相對不用磷處理的ZSM-5有更高的活性。
USP6,080,303中公開了一種提高小孔和中孔沸石催化活性的方法。該方法是用磷化合物處理小孔和中孔沸石，然后將經磷處理過的沸石與AlPO4凝膠組合。該方法可以改善小孔和中孔沸石的活性和水熱穩(wěn)定性。
USP 5,472,594中公開了基于一種大孔沸石和含磷的MFI結構中孔沸石組成的催化劑的烴轉化工藝過程。該工藝通過改進的催化裂化過程生產高辛烷值汽油，并增產低碳烯烴，特別是C4/C5。
除了對ZSM-5沸石進行磷改性外，也有報道稱往基質中引入磷化合物，可以提高催化劑或助劑對低碳烯烴的選擇性。
USP 2002/0003103A1中公開了一種增加丙烯產率的催化裂化工藝過程。該工藝過程除了將至少部分汽油產物進入第二個提升管內重新進行裂化反應外，所采用的催化劑組合物中除了含大孔USY沸石外，還含有ZSM-5等中孔沸石以及具有裂化性能的無機粘結劑組分。其中的無機粘結劑組分中含磷，其P/Al比為0.1～10。該工藝過程可大幅度增產低碳烯烴，特別是增加丙烯產率。
USP 2002/0049133A1中公開了一種高沸石含量、高耐磨強度的催化劑。該催化劑含有30～85重％的ZSM-5沸石，6～24重％的磷(以P2O5計)，以及低于10重％的Al2O3和余量的粘土等其它組分，其中的磷存在于基質中。該催化劑用于催化裂化過程中，可增加輕烯烴，尤其丙烯產率。
沸石用金屬改性的方法及其應用有下述相關報道。例如USP 5,236,880中公開了含MFI或MEL結構沸石的催化劑。其中所用沸石是經VIII族金屬、優(yōu)選以Ni改性的，該沸石引入Ni后，經歷苛刻的控制溫度下的熱或水熱處理，使得VIII族金屬和鋁在表面富集。所說催化劑用于烷烴轉化時可以提高汽油辛烷值，增加C3～C4烯烴的產率。
CN 1057408A中公開了一種含高硅沸石的裂解催化劑，具有較高的催化裂解活性，其中所說的高硅沸石為含有0.01～3.0重％磷、0.01～1.0重％鐵或0.01～10重％鋁的ZSM-5、β沸石或絲光沸石，是將硅鋁比大于15的氫型或鉀型ZSM-5沸石、β沸石或絲光沸石加熱至350～820℃，以0.1～10小時-1的體積空速通入鋁的鹵化物水溶液、鐵的鹵化物水溶液或磷酸銨鹽水溶液后得到。
CN 1465527A中公開了一種含磷和過渡金屬的MFI結構沸石，該沸石的無水化學表達式，以氧化物的質量計為(0～0.3)Na2O·(0.5～5)Al2O3·(1.3～10)P2O5·(0.7～15)M2O3·(70～97)SiO2，其中，M選自過渡金屬Fe、Co和Ni中的一種。該沸石應用于石油烴的催化裂化過程時，可提高C2～C4烯烴的產率及選擇性，具有更高的液化氣產率。
目前，對于絕大多數(shù)的催化裂化裝置而言，在相同液化氣產率的前提下，提高液化氣中的丙烯濃度是提高催化裂化裝置經濟效益的重要途徑?，F(xiàn)有技術所公開的沸石材料和催化劑用于催化裂化過程中，雖然能有效地增加低碳烯烴的產率，提高催化裂化汽油產物的辛烷值，但在催化裂化反應過程中對于丙烯的選擇性并不是很高，從而提高液化氣中丙烯濃度的幅度有限。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術的基礎上提供一種提高催化裂化液化氣丙烯濃度的裂化助劑，該助劑應用于催化裂化過程中，不僅能有效地增加催化裂化液化氣產率，提高催化裂化汽油的辛烷值，同時還能顯著地提高催化裂化液化氣中的丙烯濃度。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以CN 1465527A中所公開的含磷和過渡金屬的改性MFI結構沸石為活性組元，進一步引入適量的VIIIB族過渡金屬添加劑和適量的磷添加劑，所制備的裂化助劑應用于石油烴的催化裂化過程中，可以達到本發(fā)明的目的。
因此，本發(fā)明提供的提高丙烯濃度的裂化助劑，其特征在于該助劑按干基計，由10～65重％的改性ZSM-5分子篩、0～60重％的粘土、15～60重％的無機氧化物粘結劑、0.5～15重％的選自VIIIB族金屬中的一種或幾種的金屬添加劑和2～25重％的磷添加劑組成，其中，所說的改性ZSM-5分子篩經磷和選自Fe、Co或Ni之一的金屬改性，其無水化學表達式，以氧化物計為(0～0.3)Na2O·(0.5～5)Al2O3·(1.3～10)P2O5·(0.7～15)MxOy·(70～97)SiO2，x表示M的原子數(shù)，y表示滿足M氧化態(tài)所需的一個數(shù)，所說的金屬添加劑和磷添加劑均以氧化物計。
本發(fā)明所提供的裂化助劑按干基計，優(yōu)選組成為20～50重％的改性ZSM-5分子篩、10～45重％的粘土、25～50重％的無機氧化物粘結劑、1～10重％的選自VIIIB族金屬中的一種或幾種的金屬添加劑和5～15重％的磷添加劑，其中所說的VIIIB族的金屬添加劑和磷添加劑的含量中不包括改性ZSM-5分子篩中涉及的過渡金屬和磷的含量。
優(yōu)選情況下，所述改性ZSM-5分子篩經磷和Fe改性，其無水化學表達式，以氧化物計為(0～0.2)Na2O·(0.9～3.5)Al2O3·(1.5～7)P2O5·(0.9～10)MxOy·(82～92)SiO2。
優(yōu)選情況下，所說VIIIB族金屬選自Fe、Co和Ni中的一種或幾種，其中更優(yōu)選是Fe添加劑。
本發(fā)明提供的裂化助劑，其中所述粘土為本領域技術人員公知，本發(fā)明對其沒有特別的限制，可以選自包括高嶺土、偏高嶺土、海泡石、凹凸棒石、蒙脫石、累脫石、硅藻土、埃洛石、皂石、硼潤土、水滑石在內的粘土材料中的一種或幾種的混合物。其中優(yōu)選的是高嶺土、偏高嶺土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、蒙脫石和累脫石中的一種或幾種的混合物。
本發(fā)明提供的裂化助劑，其中所述無機氧化物粘結劑選自用作助劑基質和粘結劑組分的無機氧化物中的一種或幾種，包括擬薄水鋁石、鋁溶膠、硅鋁溶膠、水玻璃、磷鋁溶膠在內的一種或幾種的混合物，其中優(yōu)選擬薄水鋁石、鋁溶膠和磷鋁溶膠中的一種或幾種的混合物。當助劑中含有磷鋁溶膠時，磷鋁溶膠中的磷以五氧化二磷計、計算歸入所說磷添加劑的含量中。
本發(fā)明所提供的裂化助劑可由沸石、粘土、無機氧化物粘結劑，以及VIIIB族的金屬化合物和磷的化合物采用包括噴霧干燥成型在內的現(xiàn)有裂化催化劑制備技術中的任何方法來制備，本發(fā)明對其沒有特別的限制。
本發(fā)明所提供的裂化助劑中，所述VIIIB族的過渡金屬添加劑以它們的氧化物、磷酸鹽、亞磷酸鹽、堿式磷酸鹽、酸式磷酸鹽的形式存在。
本發(fā)明提供的裂化助劑，其制備過程中的VIIIB族過渡金屬化合物選自它們的無機化合物和有機化合物中的一種或幾種，可以是易溶于水的，也可以是難溶于水或不溶于水的化合物。過渡金屬化合物的實例包括過渡金屬化合物的氧化物、氫氧化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、過渡金屬的有機化合物等。優(yōu)選的過渡金屬化合物選自它們的氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽中的一種或幾種。
VIIIB族過渡金屬添加劑優(yōu)選在助劑制備過程的噴霧干燥成型之前的任何步驟中往漿液中添加過渡金屬化合物而引入；當然也可以在助劑噴霧干燥成型之后通過浸漬或化學吸附過渡金屬化合物后焙燒而引入，包括將助劑用含過渡金屬化合物水溶液進行浸漬或化學吸附處理，然后進行固液分離(如果需要的話)、干燥和焙燒，其中干燥的溫度為室溫至400℃，優(yōu)選100～300℃，焙燒的溫度為400～700℃，優(yōu)選為450～650℃，焙燒時間為0.5～100小時，優(yōu)選為0.5～10小時。
因此，所述過渡金屬添加劑可以存在于助劑任何可能存在的位置，如可以存在于沸石的孔道內部、沸石的表面，可以存在于基質材料中，還可以同時存在于沸石的孔道內部、沸石的表面和所述基質材料中，優(yōu)選是存在于基質材料中。
本發(fā)明所提供的催化助劑，所述磷添加劑以磷化合物(如磷的氧化物、磷酸鹽、亞磷酸鹽、堿式磷酸鹽、酸式磷酸鹽)的形式存在。所說的磷添加劑可以采用下列方法之一或者幾種方法的組合，但并不局限于這些方法引入助劑中1、在助劑噴霧干燥成型之前往漿液中添加磷化合物；
2、由無機氧化物粘結劑引入到助劑中，比如無機氧化物粘結劑中含有磷鋁溶膠時，焙燒后助劑中既帶進了磷，磷鋁溶膠又可以起到基質材料和粘結劑的作用，這部分磷也屬于本發(fā)明所述的磷添加劑；3、在助劑噴霧干燥成型之后經浸漬或化學吸附磷化合物，經固液分離(如果需要的話)、干燥和焙燒過程引入，所說干燥的溫度為室溫至400℃，優(yōu)選100～300℃，焙燒的溫度為400～700℃，優(yōu)選為450～650℃，焙燒時間為0.5～100小時，優(yōu)選為0.5～10小時。
因而，所述磷添加劑可以存在于助劑任何可能存在的位置，如可以存在于沸石的孔道內部、沸石的表面，可以存在于所述基質材料中，還可以同時存在于沸石的孔道內部、沸石的表面和所述基質材料中。
本發(fā)明提供的裂化助劑，其制備方法中所述磷化合物選自磷的各種無機化合物和有機化合物中的一種或幾種。所述磷化合物可以是易溶于水的，也可以是難溶于水或不溶于水的磷化合物。磷化合物的實施例包括磷的氧化物、磷酸、磷酸鹽、亞磷酸鹽、次磷酸鹽、含磷的有機化合物等。優(yōu)選的磷化合物選自磷酸、磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸鋁和磷鋁溶膠中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的裂化助劑用于催化裂化過程時，可單獨往催化裂化反應器里添加，也可與裂化催化劑混合后使用。一般情況下，本發(fā)明提供的助劑占FCC催化劑與本發(fā)明提供的催化劑混合物總量的1～25重％，優(yōu)選為3～15重％。
本發(fā)明提供的裂化助劑可用于各種烴油的加工，所述烴油選自各種石油餾分，如原油、常壓渣油、減壓渣油、常壓蠟油、減壓蠟油、直餾蠟油，丙烷輕/重脫油、焦化蠟油和煤液化產物中的一種或幾種。所述烴油可以含有鎳、釩等重金屬雜質及硫、氮雜質，如硫的含量可高達3.0重量％，氮的含量可高達2.0重量％，釩、鎳等金屬雜質的含量高達3000ppm。
本發(fā)明提供的裂化助劑用于催化裂化過程中，烴油裂化條件為常規(guī)的催化裂化條件。一般來說，該烴油裂化條件包括反應溫度為400～600℃，優(yōu)選為450～550℃，重時空速為10～120小時-1，優(yōu)選為10～80小時-1，劑油重量比為1～20，優(yōu)選為3～15。
本發(fā)明提供的裂化助劑可用于現(xiàn)有的各種催化裂化反應器，如在固定床反應器、流化床反應器、提升管反應器、多反應區(qū)反應器等中進行。
本發(fā)明所提供的裂化助劑中由于采用含磷和過渡金屬的改性ZSM-5分子篩為活性組元，同時基質中進一步引入了適量的VIIIB族過渡金屬添加劑和適量的磷添加劑，顯著提高了催化裂化反應過程中對于丙烯的選擇性，從而顯著地提高催化裂化液化氣中的丙烯濃度。
具體實施例方式
下面的實施例將對本發(fā)明作進一步地說明，但并非因此而限制本發(fā)明的內容。
實施例和對比例中，A1～A8八個改性ZSM-5分子篩樣品由CN1465527A所公開的方法制備，其無水化學表達式是用X射線熒光光譜法測定分子篩的元素組成，再經換算得到的。
樣品A10.04Na2O·3.57Al2O3·4.0P2O5·2.4Fe2O3·90.49SiO2。
樣品A20.1Na2O·5.0Al2O3·2.0P2O5·0.9Fe2O3·92SiO2。
樣品A30.1Na2O·5.3Al2O3·1.5P2O5·1.1Fe2O3·92SiO2。
樣品A40.03Na2O·2.2Al2O3·4.9P2O5·2.1Fe2O3·90.8SiO2。
樣品A50.1Na2O·0.94Al2O3·5.1P2O5·10.1Fe2O3·84SiO2。
樣品A60.03Na2O·5.1Al2O3·4.8P2O5·3.6Co2O3·86.5SiO2。
樣品A70.1Na2O·4.6Al2O3·6.9P2O5·6.4Ni2O3·82SiO2。
樣品A80.1Na2O·5.2Al2O3·4.5P2O5·2.0Ni2O3·88.2SiO2。
擬薄水鋁石為山東鋁廠生產工業(yè)產品，固含量60重％。
鋁溶膠為齊魯石化催化劑廠生產的工業(yè)產品，Al2O3含量為21.5重％。
水玻璃為齊魯石化催化劑廠生產的工業(yè)產品，SiO2含量28.9重％，Na2O含量8.9％。
高嶺土為蘇州高嶺土公司生產的裂化催化劑專用高嶺土，固含量78重％。
ZRP-5沸石為齊魯石化催化劑廠生產的常規(guī)MFI結構沸石的工業(yè)產品，其中P2O52.5重％，結晶度85重％，硅鋁比50。
實施例1～19說明本發(fā)明提供的裂化助劑的制備過程。
實施例1磷鋁溶膠制備將1.05公斤擬薄水鋁石(干基)與3.35公斤去陽離子水打漿30分鐘，攪拌下往漿液中加入4.9公斤濃磷酸(化學純，含磷酸85重％)，升溫至70℃，然后在此溫度下反應45分鐘，制成無色透明的磷鋁溶膠。其中P2O530.6重量％，Al2O310.5重量％，PH＝1.7。
取1.75公斤(干基)A1、1.4公斤(干基)高嶺土和0.65公斤(干基)擬薄水鋁石，加入6.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含100克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后往混合漿液中加入1.22公斤磷鋁溶膠，攪拌均勻后，將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含35重％A1、28重％高嶺土、27.5重％Al2O3、2.0重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ1。
實施例2取1.84公斤(干基)A1、1.33公斤(干基)高嶺土和0.98公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含250克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含36.8重％A1、26.6重％高嶺土和31.6重％Al2O3和5.0重％Fe添加劑(以Fe2O3計)的微球。
取所得微球產物1公斤(干基)，加入10升脫陽離子水和100克磷酸氫二銨，攪拌下升溫至60℃，在此溫度下反應20分鐘后，將漿液真空過濾、干燥，然后于500℃下焙燒2小時，制得含35重％A1、25.3重％高嶺土、30重％Al2O3、4.7重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ2。
實施例3取1.94公斤(干基)A1和1.91公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘3攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含550克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含38.8重％Al、50.2重％Al2O3和11重％Fe添加劑(以Fe2O3計)的微球。
取所得微球產物1公斤(干基)，加入10升脫陽離子水和210克磷酸氫二銨，攪拌下升溫至60℃，在此溫度下反應20分鐘后，將漿液真空過濾、干燥，然后于500℃下焙燒2小時，制得含35重％A1、45.1重％Al2O3、9.9重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和10重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ3。
實施例4制備方法同實施例1，不同的是，高嶺土用量為1.25公斤(干基)，并用1升Co(NO3)2.6H2O水溶液(含250克CoO)代替FeCl3.6H2O水溶液，制得含35重％A1、25重％高嶺土、27.5重％Al2O3、5重％Co添加劑(以CoO計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ4。
實施例5制備方法同實施例1，不同的是，高嶺土用量為1.25公斤(干基)，并用1升Ni(NO3)2.6H2O水溶液(含250克NiO)代替FeCl3.6H2O水溶液，制得含35重％A1、25重％高嶺土、27.5重％Al2O3、5重％Ni添加劑(以NiO計)和不包括改性MFI沸石中所含磷在內的7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ5。
實施例6取ZJ1助劑1公斤(干基)，加入10升脫陽離子水和157克磷酸氫二銨，攪拌下升溫至60℃，在此溫度下反應20分鐘后，將漿液真空過濾、干燥，然后于500℃下焙燒2小時，制得含32.38重％A1、25.9重％高嶺土、25.4重％Al2O3、1.85重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和14.47重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ6。
實施例7取1.75公斤(干基)A1、1公斤(干基)高嶺土和3.46公斤水玻璃，加入5公斤脫陽離子水打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含750克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后往混合漿液中加入1.22公斤磷鋁溶膠，攪拌均勻后，將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于400℃下焙燒1小時。
取上述焙燒后的微球1公斤(干基)，加入10升脫陽離子水和100克氯化銨，攪拌下升溫至60℃，在此溫度下洗滌20分鐘后，將漿液真空過濾。按以上相同的方法將濾餅重新洗滌一次，于120℃溫度下烘干，制得含35重％A1、20重％高嶺土、2.5重％Al2O3、20重％SiO2、15重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ7。
實施例8按實施例1的方法制備助劑，不同是A1的重量為2.25公斤(干基)，高嶺土的重量為0.9公斤(干基)，制得含45重％A1、18重％高嶺土、27.5重％Al2O3、2重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ8。
實施例9取1公斤(干基)A1、1.85公斤(干基)高嶺土和0.9公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含400克Fe2O3)，漿液的PH值3.0鹽酸的用量使得漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿30分種，加入465克磷酸氫二銨，再打漿30分鐘，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含20重％A1、37重％高嶺土、30重％Al2O3、8重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ9。
實施例10按實施例9的方法制備助劑，不同是用相同重量的A2代替A1，制得含20重％A2、37重％高嶺土、30重％Al2O3、8重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ10。
實施例11取1.25公斤(干基)A3、1公斤(干基)高嶺土和1.65公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含250克Fe2O3)，漿液的PH值3.0鹽酸的用量使得漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿30分種，加入465克磷酸氫二銨，再打漿30分鐘，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含25重％A3、20重％高嶺土、45重％Al2O3、5重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ11。
實施例12取2公斤(干基)A4、0.75公斤(干基)高嶺土和1.15公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含250克Fe2O3)，漿液的PH值3.0鹽酸的用量使得漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿30分種，加入465克磷酸氫二銨，再打漿30分鐘，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含40重％A4、15重％高嶺土、35重％Al2O3、5重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ12。
實施例13取2.89公斤(干基)A5和1.4公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含105.5克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含57.89重％A8、40重％Al2O3和2.11重％Fe添加劑(以Fe2O3計)的微球。
取所得微球產物1公斤(干基)，加入10升脫陽離子水和210克磷酸氫二銨，攪拌下升溫至60℃，在此溫度下反應20分鐘后，將漿液真空過濾、干燥，然后于500℃下焙燒2小時，制得含55重％A5、38重％Al2O3、2重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ13。
實施例14取1.5公斤(干基)A6、1.5公斤(干基)高嶺土和0.9公斤(干基)擬薄水鋁石，加入6.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含125克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后往混合漿液中加入1.22公斤磷鋁溶膠，攪拌均勻后，將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含30重％A6、30重％高嶺土、30重％Al2O3、2.5重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ1。
實施例15取1.25公斤(干基)A7、1公斤(干基)高嶺土和1.65公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含250克Fe2O3)，漿液的PH值3.0鹽酸的用量使得漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿30分種，加入465克磷酸氫二銨，再打漿30分鐘，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含25重％A7、20重％高嶺土、45重％Al2O3、5重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ15。
實施例16取2.5公斤(干基)A8和1.63公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含270克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含50重％A8、44.6重％Al2O3和5.4重％Fe添加劑(以Fe2O3計)的微球。
取所得微球產物1公斤(干基)，加入10升脫陽離子水和210克磷酸氫二銨，攪拌下升溫至60℃，在此溫度下反應20分鐘后，將漿液真空過濾、干燥，然后于500℃下焙燒2小時，制得含45重％A8、40.1重％Al2O3、4.9重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和10重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ16。
實施例17按實施例1的方法制備助劑，不同是用相同重量的A3代替A1，制得含35重％A3、28重％高嶺土、27.5重％Al2O3、2.0重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ17。
實施例18按實施例1的方法制備助劑，不同是用相同重量的A6代替A1，制得含35重％A6、28重％高嶺土、27.5重％Al2O3、2.0重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ18。
實施例19按實施例1的方法制備助劑，不同是用相同重量的A8代替A1，制得含35重％A8、28重％高嶺土、27.5重％Al2O3、2.0重％Fe添加劑(以Fe2O3計)和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的助劑ZJ19。
對比例1本對比例說明含改性ZSM-5(樣品A1)、磷添加劑，不含VIIIB金屬添加劑的參比助劑的制備。
取1.75公斤(干基)A1、1.5公斤(干基)高嶺土和0.65公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入濃度為36重％的鹽酸，鹽酸的用量使得漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，然后往混合漿液中加入1.22公斤磷鋁溶膠，攪拌均勻后，將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含35重％A1、30重％高嶺土、27.5重％Al2O3和7.5重％磷添加劑(以P2O5計)的參比助劑CB1。
對比例2本對比例說明含改性ZSM-5(樣品A1)、不含VIIIB金屬添加劑和磷添加劑的參比助劑及其制備。
取1.75公斤(干基)A1、1.5公斤(干基)高嶺土和1.15公斤(干基)擬薄水鋁石，加入7.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入濃度為36重％的鹽酸，鹽酸的用量使得漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種。然后將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含35重％A1、30重％高嶺土和35重％Al2O3的參比助劑CB2。
對比例3本對比例說明常規(guī)ZRP-5沸石的參比助劑的制備。
按對比例2的方法制備助劑，不同是用同樣重量的ZRP-5沸石取代A1，制得含35重％ZRP-5沸石，30重％高嶺土和35重％Al2O3的參比助劑CB3。
對比例4本對比例說明常規(guī)ZRP-5沸石和磷添加劑的參比助劑的制備。
按實施例1的方法制備助劑，不同是用同樣重量的ZRP-5沸石取代A1，制得含35重％ZRP-5沸石，30重％高嶺土和35重％Al2O3和不包括ZRP-5沸石中所含磷在內的5重％磷添加劑的參比助劑CB4。
對比例5本對比例說明以改性ZSM-5分子篩(樣品A1)、含VIIIB金屬添加劑，而不含磷添加劑的參比助劑的制備。
取1.75公斤(干基)A1、1.5公斤(干基)高嶺土和0.9公斤(干基)擬薄水鋁石，加入6.2公斤脫陽離子水和2.79公斤鋁溶膠打漿120分鐘，攪拌下加入1升FeCl3.6H2O的水溶液(其中含250克Fe2O3)，漿液的PH值3.0。將混合物繼續(xù)打漿45分種，將得到的漿液在入口溫度500℃，尾氣溫度180℃的條件下進行噴霧干燥，得到平均顆粒直徑為65微米的微球。將微球于500℃下焙燒1小時，制得含35重％A1、30重％高嶺土、30重％Al2O3、5重％Fe添加劑(以Fe2O3計)的參比助劑CB5。
實施例20～38下面的實施例以固定流化床反應器為例，說明本發(fā)明提供的裂化助劑的裂化反應效果。
分別將30克ZJ1-ZJ19在800℃、100％水蒸氣氣氛條件下進行8小時的老化處理。取不同量的經老化處理的ZJ1-ZJ19與不同量的工業(yè)FCC平衡催化劑(工業(yè)牌號為MLC-500的FCC平衡催化劑，主要性質見表1)進行混合。將催化劑混合物裝入小型固定流化床反應裝置的反應器中，對表2所示原料油油進行催化裂化(原料油性質見表2)。表3、表4和表5給出了所用催化劑混合物組成，反應條件和反應結果。
對比例6～11下面的對比例以固定流化床反應器為例，說明使用參比助劑的情況。
按實施例20中的方法對同樣的原料油進行催化裂化，不同的是所用催化劑分別為100％工業(yè)FCC平衡催化劑、CB1～CB5與工業(yè)FCC平衡催化劑的混合物。、表4和表5給出了所用催化劑混合物組成，反應條件和反應結果。
從表3可以看出，與參比助劑相比，本發(fā)明提供的催化助劑，不僅能有效地增加催化裂化液化氣產率，提高催化裂化汽油的辛烷值，同時還能顯著地提高催化裂化液化氣中的丙烯濃度。
表1

表2

表3

表4

表5

從表4和表5可以看出，本發(fā)明提供的催化助劑，不僅能有效地增加催化裂化液化氣產率、提高催化裂化汽油的辛烷值，同時還能顯著地提高催化裂化液化氣中的丙烯濃度。
權利要求
1.一種提高丙烯濃度的裂化助劑，該助劑按干基計由10～65重％的改性ZSM-5分子篩、0～60重％的粘土、15～60重％的無機氧化物粘結劑、0.5～15重％的選自VIIIB族金屬中的一種或幾種的金屬添加劑和2～25重％的磷添加劑組成，其中，所說的改性ZSM-5分子篩經磷和選自Fe、Co或Ni之一的金屬改性，其無水化學表達式，以氧化物計為(0～0.3)Na2O·(0.5～5)Al2O3·(1.3～10)P2O5·(0.7～15)MxOy·(70～97)SiO2，x表示M的原子數(shù)，y表示滿足M氧化態(tài)所需的一個數(shù)，所說的金屬添加劑和磷添加劑均是以氧化物計。
2.按照權利要求1的助劑，該助劑按干基計由20～50重％的改性ZSM-5分子篩、10～45重％的粘土、25～50重％的無機氧化物粘結劑、1.0～10重％的選自VIIIB族金屬中的一種或幾種的金屬添加劑和5～15重％的磷添加劑組成。
3.按照權利要求1的助劑，其特征在于M為Fe。
4.按照權利要求1的助劑，所述改性ZSM-5分子篩的無水化學表達式，以氧化物計為(0～0.2)Na2O·(0.9～3.5)Al2O3·(1.5～7)P2O5·(0.9～10)MxOy·(82～92)SiO2。
5.按照權利要求1或2的助劑，所述VIIIB族金屬選自Fe、Co和Ni中的一種或幾種。
6.按照權利要求5的助劑，所述VIIIB族金屬為Fe。
7.按照權利要求1的助劑，所述粘土選自高嶺土、偏高嶺土、硅藻土、海泡石、凹凸棒石、蒙脫石和累脫石中一種或幾種的混合物。
8.按照權利要求1的助劑，所述無機氧化物粘結劑選自擬薄水鋁石、鋁溶膠、硅鋁溶膠、水玻璃和磷鋁溶膠的一種或幾種的混合物。
9.按照權利要求1的助劑，所述的無機氧化物粘結劑選自擬薄水鋁石、鋁溶膠和磷鋁溶膠中的一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高丙烯濃度的裂化助劑，該助劑按干基計由10～65重％的改性ZSM－5分子篩、0～60重％的粘土、15～60重％的無機氧化物粘結劑、0.5～15重％的選自VIIIB族金屬中的一種或幾種的金屬添加劑和2～25重％的磷添加劑組成，其中，所說的改性ZSM－5分子篩經磷和選自Fe、Co或Ni之一的金屬改性，其無水化學表達式，以氧化物計為(0～0.3)Na
文檔編號C10G11/05GK1796496SQ20041010281
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權日2004年12月28日
發(fā)明者蔣文斌, 田輝平, 陳蓓艷, 宋海濤, 羅一斌, 唐立文, 徐志誠, 沈寧元, 范玉華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院