[发明专利]一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法，具体地说，是一种含锌的轻烃芳构化催化剂及其制备方法。

背景技术

我国炼厂气利用率很低，主要是分离出烯烃作为烷基化或叠合汽油的原料或生产石油产品添加剂，总利用率不足20％。随着炼油加工能力的提高，以及新开发的多产烯烃和液化气的催化裂化工艺(MGG)和重油催化裂解制取低碳烯烃工艺(DCC)的应用，使得轻烃产率逐年增加，但大部分都作为民用燃料使用，造成资源的浪费；而且由于烯烃含量高导致燃烧质量差，易对环境造成污染。随着我国经济的发展，作为重要化工原料的芳烃需求量日益增长，受直馏石脑油原料资源的限制，现有的芳烃生产量远远无法满足市场需求。因此，利用现有炼厂轻烃资源生产芳烃的芳构化技术拥有很好的应用前景。

轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺。该工艺利用HZSM-5分子筛作为催化剂的活性组分，可以将烯烃和C₃以上烷烃转化为以苯、甲苯、二甲苯为主的混合芳烃，同时副产氢气和优质液化气。与催化重整工艺相比，该技术具有原料适用范围广；使用的分子筛催化剂具有一定的抗硫、抗氮能力，无需深度加氢精制；芳烃产率不受原料芳烃潜含量的限制，原料不需要预分馏，工艺流程简单；通过改变催化剂组成和制备工艺及芳构化反应工艺条件，可以在一定程度上调整产品分布，以适应市场变化；反应在低压非临氢条件下进行，无须氢气循环设备，装置建设投资省；产品芳烃纯度高，分离提纯费用低等优点。

目前市场芳烃紧缺，汽油燃料清洁化进程加快，因此轻烃芳构化有望成为一种较好地利用我国一些地区过剩轻烃资源的加工技术。对那些采用了MGG或DCC技术多产碳四同时又缺乏氢气和BTX等轻芳烃原料的石油化工企业，轻烃芳构化技术更具吸引力。但在轻烃芳构化反应过程中，催化剂积炭较多，失活较快，一般单程反应周期只有200小时左右，需要频繁再生才能保证反应进行。

CN86108104公开了一种由脂肪烃生产芳烃的催化剂体系，包括含磷的氧化铝、Ga以及ZSM-5沸石，含磷的氧化铝中磷与铝的摩尔比为1∶1～100，并且采用滴球的方法成型。将磷酸加至六亚甲基四胺水溶液中，其用量应使成品催化剂中磷含量约为8％，再将ZSM-5加入到用金属铝溶于盐酸而得的氧化铝溶胶中。将上述两种溶液混合，滴球成型。湿球经水洗、干燥、焙烧后，用硝酸镓浸渍，球体在649℃，蒸汽存在下进行第二次焙烧。CN1023394C则公开了一种使用该含磷、镓和沸石的催化剂进行轻烃芳构化的方法。

CN1153618C公开了一种选择性的芳烃歧化方法，使用的催化剂包含30～90％的孔径为5-8的沸石硅铝酸盐和磷酸铝粘结剂，催化剂具有X-射线粉末衍射图为：与2ФBragg角数值为48.5∶46.5相对应的峰值强度的比值至少为1.1。该催化剂的制备方法与上述方法类似，但并不负载金属活性组分，适用于甲苯歧化反应。

CN1063121A公开了一种劣质汽油改质-芳构化催化剂，该催化剂中含0.3～15重％的选自Zn、Al和稀土中两种或三种的活性改性剂，5.0～94.5重％的氧化硅/氧化铝摩尔比为10～500的HZSM-5分子筛，其余为选自氧化铝、氧化硅、黏土的任意一种粘结剂。

CN98101358.9公开了一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法，催化剂中含0.8～3.5重％的Zn、0.2～1.5重％的混合稀土氧化物和95.0～99.0重％的载体，载体由50～80重％的HZSM-5沸石和20～50重％的γ-氧化铝组成。混合稀土中含有镧、铈、镨、钕等元素。该催化剂采用挤条成型，用于混合C₄芳构化反应，经三次再生，累计反应1200小时，芳烃平均单程产率达到47.9重％。

CN200410060301.X公开了一种芳构化催化剂及其制备方法和应用，该催化剂由50～90％的分子筛、0～32％的载体和4～20％的粘结剂组成，其中分子筛为改性ZSM-5分子筛和Y型分子筛，改性元素为锌、磷和稀土金属，占ZSM-5的0.01～20％，Y型分子筛占催化剂总重的0.01～20％。

CN200610114158.7公开了一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法，该催化剂包括复合载体和在催化剂中含量为0.5～5.0质量％的ZnO、0.1～5.0质量％的稀土氧化物和1.0～7.0质量％的VA族元素，所述的复合载体由20～70质量％的ZSM系列沸石或MCM系列沸石和30～80质量％的粘结剂组成，该催化剂中的VA族元素是在载体成型后引入，具有较高的芳烃产率和较长的使用寿命。

发明内容