[发明专利]一种多金属重整催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种多金属重整催化剂的制备方法，具体地说，是一种含有稀土金属的铂锡重整催化剂的制备方法。

背景技术

催化重整过程是生产高辛烷值汽油、芳烃以及廉价氢气的重要的石油加工工艺之一。石脑油组分经过催化重整过程可转化为富含芳烃的产物，可以用来调配高辛烷值汽油或经分离提纯获得苯、甲苯、二甲苯等化工原料。高性能的催化剂对催化重整过程经济效益起着决定性作用。重整催化剂是双功能催化剂，同时具有异构化酸性功能和加氢-脱氢的金属功能。催化剂的酸性功能一般由多孔的酸性无机氧化物载体，如含氯的氧化铝提供，加氢-脱氢的金属功能由Ⅷ族金属提供。为了获得更好的双功能匹配，催化剂中通常还需引入其他金属助剂，如Sn或Re等。目前，工业上最常采用的重整催化剂是用于半再生重整工艺的Pt-Re/Al₂O₃催化剂和用于连续再生重整工艺的Pt-Sn/Al₂O₃。

在催化重整过程中，同时发生几个竞争反应。这些反应包括环己烷脱氢生成芳烃、烷基环戊烷脱氢异构为芳烃、链烷烃脱氢环化生成芳烃、链烷烃加氢裂解成汽油沸程之外的轻烃产品，烷基苯的脱烷基化和链烷烃的异构化。在这些反应中，由于氢化裂解反应产生轻烃气体，使汽油收率下降。除了上述反应以外，另外一个非常不利的反应过程为积炭反应，随着反应的进行，催化剂上的积炭量不断增加，催化剂的活性也随之下降。为了获得较高活性和稳定性的催化剂，催化剂的积炭速率需降低。

通常衡量催化剂性能的指标包括活性、选择性及稳定性。对于重整催化剂而言，活性是指在给定的反应条件下，催化剂将反应物转化为目的产物的能力。一般来说，活性表现为在给定原料和反应条件下所得产物辛烷值的大小，或者是在给定辛烷值下反应温度的高低；选择性是指在给定的活性水平下，芳烃的产率或者C₅⁺汽油产品的收率；稳定性是指单位时间或单位处理量下催化剂活性或选择性的变化。高性能的重整催化剂应具有较高的活性和选择性，以及较高的稳定性。因为积炭是重整催化剂失活的主要原因，因此较低的积炭速率往往对应于较高的稳定性。

通常工业用的重整催化剂都具有一定的形状，如条形、球形、三叶草形等，而积炭在重整催化剂的颗粒内部并不是均匀分布的。Espinat等人(Journal of Catalysis,126(1990),496-518)通过电子探针和离子探针技术研究了积炭从催化剂表面到次表面及内部的分布，分析结果显示，在催化剂的外壳区域(厚度为250μm)的积炭量较高。

USP5,883,032公开了一种重整催化剂，含有在载体上均匀分布的铂族金属和在表面层富集的一或多种选自第Ⅳ族金属和铟的助催化组分，所述载体中包括孔道直径为到的大孔分子筛和无机氧化物，其表面层的厚度为100μm，表面层中助剂金属的浓度是中心区域助剂金属浓度的至少三倍。

谢有畅等人(Advance in Catalysis,37,1～43)发现了某些盐类和氧化物可以在载体表面自发分散现象，例如MoO3可以通过在室温与氧化铝粉末固相接触而均匀地负载到氧化铝上。

发明内容

本发明的目的是提供一种多金属重整催化剂的制备方法，该方法制备的催化剂在重整反应中具有较好的活性和稳定性，积炭速率较低。

本发明提供的多金属重整催化剂的制备方法，包括将均匀负载铂、锡和稀土金属的催化剂小球与稀土金属盐的粉末固相接触，然后在空气或含水空气中焙烧，得到的重整催化剂在外壳区域内的稀土金属平均含量为中心区域稀土金属平均含量的2～5倍，所述催化剂外壳区域是指催化剂小球外缘向中心方向厚度为150μm的区域，经固相负载后得到的催化剂包括氧化铝载体和以氧化铝载体为基准计算的含量如下的活性组分：

本发明方法在均匀负载有铂、锡和一定量稀土金属的催化剂的边缘，再通过盐类的固相接触负载适量稀土金属，使制得的催化剂的活性和稳定性提高，积炭速率降低。

附图说明

图1为本发明催化剂与对比剂Eu浓度在催化剂小球剖面半径上的分布。

图2为本发明催化剂与对比剂Sm浓度在催化剂小球剖面半径上的分布。

具体实施方式

本发明方法在均匀负载活性组分的催化剂外壳区域，通过固相迁移的方法引入适量稀土金属，在催化剂颗粒外层富集更多的稀土金属，以抑制催化剂外壳区域的积炭量，从而提高催化剂的抗积炭能力和稳定性，同时催化剂活性也得到提高。