[发明专利]用于选择性加氢的大孔容超细镍催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于选择性加氢的大孔容超细镍催化剂，特别是关于一种用于C5烃～干点为204℃的烃化合物全馏分裂解汽油或C6～C8烃化合物中间馏分的裂解汽油加氢的镍催化剂。

背景技术

乙烯装置中裂解汽油的利用是提高装置综合经济效益的主要途径之一。由于裂解汽油组成复杂、热稳定性差，通常，先经一段选择性加氢除去二烯烃和苯乙烯，二段加氢脱硫后，主要用于芳烃抽提。目前工业上裂解汽油选择加氢用催化剂主要是Pd系或Ni系催化剂，中间馏分(C₆～C₈烃化合物馏分)加氢或全馏分(C₅烃～干点为204℃的烃化合物馏分)加氢工艺。由于各乙烯装置裂解原料和裂解条件的差异，各装置裂解汽油原料组成相差较大，特别是裂解汽油的双烯、胶质以及As、重金属含量存在较大差异；有的装置粗裂解汽油双烯、胶质高，而有的装置粗裂解汽油原料中胶质及As、重金属等毒物含量较高，个别装置粗裂解汽油双烯、胶质及As、重金属等毒物含量均高，这些都会导致操作工况恶化，Pd系催化剂容易失活。因此，尽管传统的Pd系催化剂在工业应用中已经取得了较好的效果，但是仍然具有一定的局限性，尤其对含As较高的原料，Pd系催化剂往往很难满足在较苛刻的工况条件下长期稳定运行的需要。Ni基催化剂的耐As性能和低温稳定性使其在裂解汽油尤其是全馏分裂解汽油选择性加氢工艺中具有重要的用途，原料无需脱As处理，从而节省大量的操作费用，并减少催化剂因As积累引起活性下降的停车再生费用；Ni基催化剂与Pd系催化剂相比价格更低；低温型Ni基催化剂在裂解副产如C₄、C₅、C₉的加氢利用方面将发挥及其重要的作用。因此，Ni基催化剂在取代Pd系催化剂应用于全馏分或选择馏分裂解汽油选择性加氢具有良好的前景。

全馏分裂解汽油富含C₅、C₉⁺(碳九及其以上)不饱和组分，双烯高，易聚合，胶质(二烯烃及苯乙烯等不饱和组份发生聚合反应生成的高分子聚合物)高，重组分多，焦粉含量高，稳定性差，由于形成共沸物或工业装置缺乏有效的油水分离手段，导致原料游离水含量高，重金属等毒物易富集在C₉⁺(碳九及其以上)馏分中以及加氢放热量大等特点，使催化剂很快失活，因而催化剂不得不频繁活化和再生。目前工业应用的Ni/Al₂O₃催化剂难以适应乙烯工业中裂解汽油一段加氢中原料质量经常波动以及高选择性、高空速和长周期运行的要求，在双烯低温加氢活性、选择性、空速以及耐水等抗干扰性能等方面还有待改进，希望加氢催化剂具有较好的抗干扰性、适当的容胶能力、较高的低温活性和选择性，以增加催化剂再生周期，从而延长催化剂使用寿命。

中国专利CN1644656A中公开了一种加氢催化剂及其工艺和应用。该催化剂重量百分比组成为NiO 10～30％，Al₂O₃ 70～90％。该催化剂适用于含二烯烃和苯乙烯及其衍生物的馏分油，反应工艺条件为温度50～200℃，压力2.0～4.0MPa，液体空速1～10小时^-1，氢油体积比为H₂/油＝100～300，采用该催化剂和工艺可直接加氢制备高芳烃溶剂油和高辛烷值汽油。该催化剂的缺点是催化剂载体的制备过程复杂，载体需在600～700℃通入水蒸气扩孔1～4小时，然后焙烧，才可得到高比表面、大孔的载体。

中国专利CN1218822A中公开了一种选择性加氢催化剂。该催化剂由5～25重％的NiO，0.1～2.0重％的锂或碱土金属(优选镁)，以及余量的氧化铝组成，适用于含双烯烃的馏分油，特别是裂解汽油的全馏分油的选择性加氢过程。该催化剂的缺点是催化剂的比表面积较低(60～85米²/克)，孔体积较小(0.28～0.36毫升/克)，反应活性相对较低，反应温度较高(80～160℃)。

CN1415413A公开了一种纳米镍加氢催化剂及其制备方法。该发明采用机械振动法将20-50纳米的纳米镍粉均涂在载体条表面，然后焙烧固化。该催化剂的缺点是催化剂中的活性组分镍晶粒粒径仍偏大，在10～90纳米之间。