[发明专利]一种高岭土的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高岭土的改性方法，特别适用于催化裂化催化剂的制备。

背景技术

随着世界经济的增长，对能源的需求日益加大。作为当今世界最重要的能源之一—石油必将进一步得到发展，因此炼油工业在21世纪仍将保持其在能源利用方面的主导地位。在我国，流化催化裂化装置(FCCU)因对原料的适应性强、轻质油产品收率高、汽油的辛烷值高等优点，一直是炼油厂中最重要的二次加工装置；目前催化裂化承担着我国75％汽油、35％柴油和丙烯的生产任务，因此催化裂化在我国也被称为炼厂的心脏。因此催化裂化技术也就理所当然的成为了石油二次加工的主导技术，其核心技术就是催化剂。

自20世纪80年代以来，随着原油开采深度的加大，原油这种世界原料已经变的日趋重质化和劣质化，加之我国石油资源供应总量不足，以及国际油价的飞涨，迫使各炼油企业寻求更为先进的重油加工技术，尤其是对具有强重油转化能力的催化裂化催化剂更为迫切；同时对催化裂化催化剂生产企业而言，因原材料价格的不断攀升，同样需要提高催化剂重油转化能力的新技术，以缓解日益增长的成本压力以及应对激烈的市场竞争。

传统的FCC催化剂一般是由基质和分子筛组成的，其中分子筛为催化剂活性的主要贡献者，要想提高FCC催化剂的重油转化能力，就要求催化剂必须具有更高的反应活性和更多的中大孔结构，因此靠单纯增加活性组分含量已不能完全满足这种发展要求，而且增加活性组分量势必造成催化剂强度的下降。因此，通过提高基质活性方法来改善催化剂的重油转化能力成为研究的方向，其中最重要的就是对高岭土的活化研究。天然高岭土的化学性质稳定，但是经过不同温度焙烧后，高岭土发生相转变，其中的硅和铝开始具有化学活性，再经过酸或碱的改性，就可以使高岭土转变为具有催化活性的基质材料。

US4,836,913介绍了一种碱改性高岭土方法，包括先将高岭土在1700～1800℉下焙烧25分钟～6小时，再与氢氧化钠等碱性溶液反应1小时以上，经过滤、水洗和离子交换，即制得碱改性高岭土基质，这种基质具有很好的水热稳定性和抗重金属污染能力。因催化裂化催化剂是一个酸性体系，因此对碱改性后的高岭土必须进行充分的水洗和离子交换，以保证基质的碱金属含量达到比较低的水平，但因高岭土粒径小、过滤困难，必然导致工业生产成本过高。因此目前对高岭土的改性主要以酸改性为主。

GB2,120,571公开了一种裂化催化剂组合物，该组合物中包含的酸改性高岭土制备方法为：先将高岭土在700～910℃加热15分钟以上得到偏高领土，然后用选自盐酸、硝酸及其盐类中的一种或几种的混合物与所述偏高岭土反应得到改性高岭土。改性后的高岭土孔体积集中分布在孔径小于50埃的孔中，但因孔径小，对重油大分子的裂化活性不够。

US4,843,052公开了一种高岭土的酸改性方法，包括先将高岭土在700～910℃加热1小时以上得到偏高岭土，然后将其与酸反应，酸的用量为每516克高岭土小于1.5摩尔，所述酸为选自盐酸、硝酸及其盐类中的一种或几种的混合物。该方法得到的偏高岭土活性较高，能用于高镍钒含量的原油反应。

US4,940,531公开了一种偏高岭土的酸改性方法，包括将酸性溶液(主要是不同浓度的盐酸)与预先制备的偏高岭土(650～927℃焙烧30分钟以上)混合反应后，过滤水洗得到酸改性高岭土，这种酸改性高岭土的组成摩尔比为0.8～1.0Al₂O₃·2SiO₂，比表面大于150m²/g。采用这种改性高岭土制备的催化剂具有更高活性和抗磨损性能，可降低油浆产率。

US5,082,815公开了一种催化裂化催化剂组合物，该组合物含有5～50％的沸石、0～65％的粘土(如高岭土)、0～50％的活性基质、5～80％的改性高岭土，以及部分人工合成硅、铝或硅铝混合基质。其中高岭土的改性方法为：将高岭土或偏高岭土与选自硫酸、磷酸或醋酸中的一种酸混合打浆，并在25～110℃，在常压或更高压力下处理1～100小时，其中酸溶液与高岭土的比例为3～6∶1，反应后经过滤、洗涤，在105～115℃烘干。采用这种改性高岭土制备的催化剂具有更高的转化率和汽油产率。