[发明专利]一种由炼厂干气生产汽油组分的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，是一种由含乙烯的烃原料生产汽油组分的催化剂及其制备方法。 

背景技术

炼厂干气主要来源于原油的二次加工过程，如催化裂化、热裂化、延迟焦化、加氢裂化等。其中，催化裂化干气产量最大，产率最高。催化裂化干气中含有氢气、乙烯、乙烷和丙烯等组分，其中乙烯含量约为12～20体积%。由于没有有效的加工手段，这部分乙烯被排进瓦斯管网作为燃料烧掉。如果能够将炼厂干气中的乙烯分离提纯或有效利用，将会带来巨大的经济效益。 

目前，对于炼厂干气中乙烯资源的利用方法较少，可行的应用方式主要有两种：一是通过对干气中的乙烯进行浓缩，而后分离得到聚合级乙烯，主要方法有深冷分离法、吸附分离法和膜分离法等；二是直接用干气作为原料，利用其中的乙烯直接与苯反应生产乙苯。前一种方法分离投资相对较大、能耗高,造成乙烯回收成本高，后一种方法需要较大量的苯作为原料，应用很少。 

随着石油资源的日益减少和汽油需求量的不断增加，利用低碳烯烃生产汽油组分成为近年来追求的目标之一，主要是利用低碳烯烃在催化剂上发生叠合、氢转移、芳构化、烷基化和异构化等一系列复杂反应，生成高辛烷值的汽油调合组分。尽管关于乙烯叠合的研究已有报道，但是对利用炼厂干气中的乙烯生产汽油组分的催化剂的研究很少，主要集中于液化气和石脑油芳构化的催化剂。 

现有技术公开的利用低碳烃生产汽油组分的技术有：《石油炼制与化工》第26卷第8期P59～63公开了稀乙烯在ZSM-5沸石上转化为异丁烯和汽油的技术。该催化剂由ZSM-5沸石和粘结剂Al₂O₃组成。 

CN86108104A中公开了一种由脂肪烃生产芳烃的催化剂组合物，由含磷的氧化铝、Ga以及ZSM-5沸石组成，采用该催化剂可以有效降低催化剂上的积炭，延长催化剂的寿命。 

CN98101358.9公开了一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法，催化剂中含有Zn、混合稀土和HZSM-5组分，该催化剂用于混合C₄芳构化反应单程寿命为300小时左右，芳烃平均单程产率为47.9m%。 

CN1651141A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0.1～20%。 

CN101172250A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%的粘结剂组成的复合载体以及ZnO、稀土氧化物和VA族元素，该催化剂具有较高的芳烃产率和较长的使用寿命。 

发明内容

本发明的目的是提供一种由炼厂干气生产汽油组分的催化剂及其制备方法，该催化剂中含硼硅ZSM-5沸石、VA族元素和稀土元素，用于炼厂干气生产汽油组分，具有较高的乙烯转化率和较好的汽油产率。 

本发明提供的由炼厂干气生产汽油组分的催化剂，包括载体和以载体为基准计算的含量如下的活性组分： 

ⅤA族元素氧化物    0.5~15.0质量%， 

稀土元素氧化物     0.1~3.0质量%， 

所述的载体包括10~90质量%的硼硅ZSM-5沸石和10~90质量%的氧化铝。 

本发明采用硼硅ZSM-5沸石制备载体，再引入VA族元素和稀土元素氧化物制得催化剂，该催化剂用于由炼厂干气中的乙烯生产高辛烷值汽油调合组分的反应，汽油收率高、单程反应寿命长，反应后催化剂的积炭量少。为炼厂提供了一条有效加工利用剩余干气资源的途径。 

具体实施方式

硼硅沸石是一种类似硅铝沸石的杂原子沸石，即硅铝沸石骨架上的铝完全被硼原子所取代的一种沸石。硼硅沸石的酸性明显低于硅铝沸石，改变Si/B比可以调控沸石的酸性，对低碳烃的催化转化表现出特殊的催化性能。