[发明专利]一种加氢LCO多产烯烃和芳烃的催化裂解催化剂及其制备方法与应用

说明书

一种加氢LCO转化多产烯烃和芳烃的催化裂解催化剂及其制备方法与应用，该催化剂包括载体和含镓核壳型分子筛，所述含镓核壳型分子筛中镓的含量以Ga₂O₃计为0.1～10重量％；所述含镓核壳型分子筛的核相是ZSM‑5分子筛，壳层是β分子筛，X射线衍射谱图中2θ＝22.4°峰高与2θ＝23.1°峰高的比为0.1‑10:1。其制备方法包括：合成核壳型分子筛，引入镓元素改性，与载体形成浆液、喷雾干燥的步骤。该催化裂解催化剂用于加氢LCO催化裂解具有更高的低碳烯烃收率和芳烃收率。

技术领域

本发明涉及一种加氢LCO转化多产烯烃和芳烃的催化裂解催化剂。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃和芳烃是非常重要的化工原料，目前世界上主要采用石脑油蒸汽裂解主产乙烯、副产丙烯，采用石脑油重整生产芳烃。蒸气裂解存在反应温度高、能耗大等诸多不足，另外，石脑油的产量有限。为了克服上述不足，开发了利用更重的烃油生产低碳烯烃或芳烃的技术，例如利用重油转化增产丙烯的DCC技术等。

利用催化转化的方法由烃油生产低碳烯烃，催化剂是关键。目前，烃油转化生产低碳烯烃催化剂中常常使用ZSM-5分子筛。ZSM-5分子筛具有MFI拓扑结构，属于正交晶系，晶胞参数为晶胞中Al原子数可以从0到27变化，硅铝比可以在较大范围内改变；ZSM-5骨架中含有两种相互交叉的10元环孔道体系，其中一种孔道呈S形弯曲，孔径为一种孔道呈直线形，孔径为ZSM-5分子筛具有择形功能，但其孔径较小，不利于大分子反应物尤其是环状烃的扩散和吸附。在重油转化生产低碳烯烃催化剂中，有研究引入β分子筛作为活性组元，以利用ZMS-5和β分子筛两种分子筛的性能。β分子筛孔口尺寸较大，是具有交叉十二元环通道体系的大孔三维结构高硅沸石，其十二元环三维交叉孔道体系的孔口尺寸为和较大分子反应物可以进入，增加活性中心可接近性。

随着市场对燃料油需求的变化，催化裂化LCO存在过剩的趋势。但是LCO多环芳烃含量比较高，直接裂化低碳烯烃、汽油等轻质产物产率难以提高，焦炭产率较高，难以获得轻质芳烃，为此，有研究将LCO加氢以后再转化，但加氢LCO富含环烷烃，容易脱氢再转化为重质芳烃，其转化效率仍然有待进一步提高。现有含ZSM-5分子筛和β分子筛的催化剂通常将两种分子筛机械混合或者共生分子筛，在用于加氢LCO转化的时候，存在转化效果不佳的问题。

发明内容

本发明中，晶粒尺寸是指：晶粒最宽处的尺寸，可通过测量样品的SEM或TEM图像中晶粒投影面最宽处的尺寸获得。多个晶粒的晶粒尺寸平均值为样品的平均晶粒尺寸。

颗粒尺寸：颗粒最宽处尺寸，可通过测量样品的SEM或TEM图像中，颗粒投影面最宽处的尺寸，多个颗粒的颗粒尺寸平均值为样品的平均颗粒尺寸。也可以通过激光粒度仪测量。一个颗粒中可以包括一个或多个晶粒。

本发明所述的核壳型分子筛(简称核壳分子筛)，壳层覆盖度大于50％。

本发明所述干基：物质在850℃空气中焙烧1小时后得到的固体产物。

本发明要解决的技术问题是提供一种加氢LCO转化多产低碳烯烃(乙烯和丙烯)和轻芳烃(C6～C8芳烃)的催化裂解催化剂，其以改性核壳型分子筛为活性组元，具有良好的加氢LCO转化效果。

一种用于加氢LCO转化的催化裂解催化剂，该催化剂包括载体和含镓核壳型分子筛，所述含镓核壳型分子筛中镓的含量以Ga₂O₃计为0.1～10重量％；所述核壳型分子筛的核相是ZSM-5分子筛，壳层是β分子筛，X射线衍射谱图中2θ＝22.4°峰高与2θ＝23.1°峰高的比为0.1-10:1。

根据上述技术方案所述的催化裂解催化剂，其中，按干基重量计，所述催化裂解催化剂含有50-85重量％的载体和15-50重量％含镓核壳型分子筛。

根据上述任一技术方案所述的催化裂解催化剂，其中，所述含镓核壳型分子筛的核相与壳层的比例优选为0.2-20:1或1-15:1。