[发明专利]一种包裹有硅磷铝层的镁铝尖晶石复合材料及其应用

说明书

本发明提供了一种包裹有硅磷铝层的镁铝尖晶石复合材料及其应用。该材料是通过以下方法制备的：将镁铝尖晶石用硅磷铝凝胶浸渍，然后进行干燥，获得中间体A；中间体A进行晶化处理，得到所述复合材料。该复合材料裂化活性适当，碱性适中，可作为一种提高催化剂抗钒污染能力的有效手段。该复合材料即可单独使用，也可作为催化剂基质，用于提高催化剂的抗金属污染能力。

技术领域

本发明属于炼油技术领域，具体涉及一种包裹有硅磷铝层的镁铝尖晶石复合材料及其应用。

背景技术

原油日益重质化和劣质化，高分子沥青和胶质以及硫、氮等杂原子化合物的总量有明显增加趋势，特别是钒和镍等金属污染物含量越来越高，给渣油裂化带来一定困难，因而对裂化催化剂性能提出更高要求。催化裂化催化剂除了具有良好的重油裂解性能外，其抗Ni，V，等金属污染性能也是重油裂化催化剂性能优劣的关键。镍污染主要是低价镍(零价)比高价镍(+1、+2价)具有更强的脱氢能力，增加了干气和焦炭的产率。钝镍剂的作用机理主要是控制镍的价态，使镍处于Ni²⁺的高价状态，且在还原气氛中难以使其还原成Ni⁺和Ni，由于Ni²⁺的脱氢活性低于Ni⁺和Ni，因此可起到抑制镍的脱氢活性和抑止积炭污染的作用。钒污染机理是存在于杂环化合物中金属V裂化时析出，吸附在载体表面上，在催化裂化再生器的条件下，生成钒的氧化物如V₂0₅，其熔点为690℃，在正常再生条件下熔融呈流动态向沸石迁移，破坏分子筛，降低催化剂活性，且为不可逆失活。在钒迁移到沸石中时，V₂O₅和沸石中的稀土(铼Re)元素相互作用生成低熔点(540-640℃)的ReVO₄或LaVO₄型化合物，从而破坏了沸石的结晶度；此外，在石油加工过程中，Na₂O的存在将会加速REVO₄或LaVO₄的形成，因此Na₂O在催化剂上的存在会对钒的毒性具有促进作用。当含钒沸石催化剂的Na₂O质量分数超过3％时，可使沸石晶体结晶全部破坏。

针对催化剂上镍和钒等金属污染问题，工业上采用了多种办法，如对原料进行预处理脱金属，选择抗重金属污染能力强的催化剂，添加钝化剂等手段。由于钒对催化剂的中毒更严重，所以催化剂抗钒污染能力尤为重要。通常采用引入金属钝化剂，如CN92108912.0、CN98117512.0、CN1068588、CN201180076265.4等引入锑、铋、锡，碱土金属、稀土金属、MgO、γ-Al₂O₃等，使钒在进入分子筛前先与表面的抗钒组分反应，从而保护分子筛不被污染。

锑、铋、锡都是有毒的金属，在研究过程中逐渐减少其使用。在70年代末和80年代初开发出碱土族化合物(如镁和钙的氧化物)作为钒钝化剂。这种添加与钒亲和性高的物质的方法称钒捕集器，由于MgO与V₂O₅亲合性较强，因此工业上开发出了大量该类产品。但是，大多数产品并没有获得预想的效果。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种包裹有硅磷铝层的镁铝尖晶石复合材料。

本发明的又一目的是提供一种包括上述复合材料的催化剂用抗金属污染剂。

本发明的又一目的是提供一种包括上述复合材料的催化剂。

为达到上述目的，本发明提供了一种包裹有硅磷铝层的镁铝尖晶石复合材料，该材料是通过以下方法制备的：

将镁铝尖晶石用硅磷铝凝胶浸渍，然后进行干燥，获得中间体A；

中间体A进行晶化处理，得到所述复合材料。

本发明提供的包裹有硅磷铝层的镁铝尖晶石复合材料的用途广泛，比较重要的应用是在制备具有抗金属污染性能的助剂或催化剂方面。