[发明专利]含有球形绿泥石介孔复合材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及石油化工领域，公开了一种含有球形绿泥石介孔复合材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。其中，所述催化剂包括沸石分子筛和球形绿泥石介孔复合材料；所述球形绿泥石介孔复合材料的平均粒径为10‑60μm，比表面积为200‑600msupgt;2/supgt;/g，孔体积为0.8‑2.0mL/g，孔径呈双峰分布，且所述双峰对应的第一最可几孔径和第二最可几孔径分别为3‑6nm和18‑22nm。本发明所提供的催化剂用于轻汽油催化裂解反应，能够有效提高轻汽油中烯烃转化率，以及提高丙烯的选择性，进而降低轻汽油产品的烯烃含量。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种含有球形绿泥石介孔复合材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，丙烯需求增长势头强劲。利用烯烃或含烯烃原料催化裂解增产丙烯具有原料适应性强、产品结构调整灵活、丙烯/乙烯比值高、生产成本低的特点。

沸石分子筛是一种有较高选择性和较好耐热性的催化剂，广泛用于催化裂化和烷基化等石油化工领域。但是，未经改性的沸石分子筛在轻汽油裂解反应中稳定性较差。为了改善催化剂的性能，很多研究人员对沸石分子筛的合成和改性做了深入研究。

CN1611472A以硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃为100-1000的ZSM-5型分子筛为催化剂，用于碳四及其以上烯烃催化裂解生产丙烯；CN1600757A中对硅铝比大于30的ZSM-5/ZSM-11沸石分子筛进行改性，并应用于C4-C6烯烃催化裂解制丙烯/乙烯的反应；CN1490288A公开了一种硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃为50-1000的ZSM型分子筛的改性方法，即在分子筛的晶化过程中添加一定量的卤素钠盐，以改性后的分子筛作为催化剂，催化碳四及其以上烯烃的裂解反应。CN102069007A中烯烃裂解制丙烯的催化剂以硅铝比小于300的沸石分子筛为活性主体，经过水蒸汽处理以后用磷和稀土元素进行改性。

但是，上述催化剂中使用的沸石分子筛均属于微孔分子筛范畴，虽然微孔分子筛结构有序稳定，但是孔口尺寸较窄，一般在0.4-0.7nm之间。在烯烃裂解反应过程中，尺寸较大的反应物分子和产物分子在狭窄孔道间扩散困难，不仅影响反应物与活性中心接触，还易于导致深度脱氢等副反应的发生。

因此，现有技术中轻汽油催化裂解增产丙烯催化剂的丙烯选择性还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的轻汽油催化裂解增产丙烯催化剂丙烯产率不高和稳定性较差的缺陷，提供一种含有球形绿泥石介孔复合材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂及其制备方法和应用，本发明所提供的含有球形绿泥石介孔复合材料的轻汽油裂解增产丙烯催化剂用于轻汽油催化裂解反应，能够有效提高轻汽油中烯烃转化率，以及提高丙烯的选择性，进而降低轻汽油产品的烯烃含量。

本发明的发明人在进行轻汽油裂解增产丙烯催化剂制备研究时发现，将球形绿泥石介孔复合材料与沸石分子筛混合并改性，作为催化剂的主要成分应用于轻汽油催化裂解反应，不仅可以有效提高丙烯选择性，还能够增加轻汽油中烯烃的转化率。与孔道狭窄的HZSM-5分子筛相比，本发明所述的球形绿泥石介孔复合材料，结合了具有三维立方孔道结构的介孔分子筛材料、具有六方孔道结构的介孔分子筛材料、绿泥石以及球形载体的优点，使得该球形绿泥石介孔复合材料适合用作负载型催化剂的载体，特别是适合用作在轻汽油裂解增产丙烯催化剂反应中使用的负载型催化剂的载体。