[发明专利]一种含金复合改性分子筛催化裂化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种含金复合改性分子筛催化裂化催化剂。

背景技术

流化床催化裂化（FCC）技术是目前将重油转化为汽油、柴油和轻气体等的最重要途径。我国成品汽油约80%来自FCC汽油。

汽油辛烷值是衡量汽油抗爆性的重要指标。传统的工艺是通过提高汽油中的烯烃来提高汽油的辛烷值，但烯烃燃烧后会产生较严重的污染物。因此如何尽量降低FCC汽油中的烯烃，同时又能保持甚至提高其辛烷值，是目前FCC正在研究的难点课题。

由于烯烃催化裂化或者歧化后可以生成丙烯，而丙烯是制备聚丙烯、苯酚、丙烯酸等化工产品的重要原料，随着人民生活水平的不断提高，近年来全球丙烯需求量大幅度增加。虽然传统的FCC工艺也能产生一定量的丙烯，但产率较低，若能够发明一种催化剂，实现通过FCC过程生产出辛烷值合格的汽油时，通过转化烯烃制得大量丙烯，无疑将具有巨大的社会价值。

FCC催化剂的反应机理是正碳离子机理。原料油分子在酸性催化剂作用下，先反应生成正碳离子，然后正碳离子从β位断裂，生成α－烯烃。一次反应产物不稳定，会进一步发生裂化、异构化、氢转移等二次反应。二次裂化反应利于多产丙烯。由于氢转移反应大部分由烯烃参与，并且以烷烃和芳烃为主要产物，所以氢转移反应不利于多产丙烯（杨丽静，等，.石化技术与应用，2006，24（4），319-322），氢转移反应活性还会影响焦炭的产率，若其活性过度，焦炭产率则会大幅度增加（Puente de la G, Sedran U. ，Chem Eng Sci [J]. 2000,55（4） : 759～ 765）。

目前本领域专家学者已经研究过REHY、REUSY、USY、Y型沸石、β沸石、ZSM-5等多种常用的FCC分子筛，有一些也取得了较好的结果，例如：

（1）稀土元素（金属或金属氧化物）改性分子筛，例如，使用稀土元素和磷对Y型沸石表面进行修饰（刘从华, 等. 分子催化，2004，18（2），115-119），该分子筛具有良好的氢转移反应活性，降低了汽油烯烃，但是存在焦炭产率高，柴油产率下降的缺点；将沸石固定在金属氧化物载体孔隙内的分子筛（丁相文，李源镐，等.中国发明专利，CN 1905937A）能提高乙烯和丙烯等烯烃和BTX芳香化合物的产率，降低反应容器的压力降，并有良好的刚性，但是制作工艺复杂；用改性分子筛和无机氧化物制成的催化剂（包晓东，崔德春，等.中国发明专利，CN 101462071A）具有较高的C₆~C₁₂烯烃转化率和丙烯产率，但也存在焦炭产率高等缺点。

（2）复合改性分子筛，例如，使用稀土类元素和锆修饰的五元环型沸石和八面体型沸石制备的改性分子筛催化剂（涌井显一，古沢金昌，等.中国发明专利；CN 101024196A）能有效的催化裂化重油，但是丙烯的选择性差；用一种或多种稀土元素和磷/硼以及过渡金属修饰ZSM-5或者ZRP沸石制得的催化剂（茅文星，王萍，等.中国发明专利；CN 1955255A）能有效的提高乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯的收率，但丙烯选择性差；用镧系稀土元素中的至少一种和选自Ⅷ、ⅠＢ、ⅡＢ、ⅦＢ、ⅥＢ、ⅠＡ或ⅡＡ中的至少一种元素以及磷修饰ZSM-5、Y、SAPO-34 或丝光沸石等分子筛中至少一种分子筛载体得到的催化剂（谢在库，姚晖，等.CN 1915516A）具有较好的乙烯丙烯选择性，并且低温催化活性高，但焦炭产率高；使用无定形氧化物和磷、碱土金属、锂和稀土中的至少两种元素改性的纳米分子筛（魏迎旭，刘中民，等.中国发明专利；CN 1504541A），还有使用磷和稀土、及氧化稀土复合改性Y沸石的催化剂（刘丛华，张海涛，等.中国发明专利，CN 15066161A；刘丛华，高雄厚，等.中国发明专利，CN 1506443A）等，这些改性分子筛选择性有了很大改善，在某种程度上提高了丙烯的产率，但仍存在低温催化活性低、焦炭产率高等缺点。