[发明专利]一种固体酸催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种固体酸催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明提供的固体酸催化剂包括HZSM‑5分子筛和负载于所述HZSM‑5分子筛上的活性组分，所述活性组分包括ZrOsubgt;2/subgt;和MoOsubgt;3/subgt;；所述固体酸催化剂具有多级介孔结构。本发明催化剂能够增加反应物接触面积，酸性较强，显著加速反应的进行，催化剂稳定性好，耐温和抗盐能力较强，降黏效果好，温度普适性强，160℃条件下降黏率达到27.79％，320℃条件下降黏率为83.54％，降黏剂制备和使用过程非常简便。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种固体酸催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

稠油具有高密度、高黏度、流动性差的缺点，导致稠油的开采运输存在困难，通过水热裂解反应能够将稠油中大分子胶质、沥青质分解为小分子，降低稠油中大分子的含量从而降低稠油的黏度。

目前通过水热裂解反应改质稠油主要依靠催化剂的催化作用，大体可以分为水溶性催化剂、油溶性催化剂、双亲型催化剂、固体酸催化剂等，其中水溶性催化剂难以与稠油充分接触，油溶性催化剂降低油品，双亲型催化剂既具备两者的优点也有两者的缺点，固体酸催化剂由于较强的酸性、较高的比表面积，是目前非常有前景的催化剂。

然而现有的固体酸催化剂在稠油原位改质过程中低温条件下的催化效果较差，高温条件下容易失活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体酸催化剂及其制备方法和应用，提高稠油水热裂解催化剂低温条件下的催化性能，保证高温条件下催化效果的稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种固体酸催化剂，包括HZSM-5分子筛和负载于所述HZSM-5分子筛上的活性组分，所述活性组分包括ZrO₂和MoO₃；所述固体酸催化剂具有多级介孔结构。

优选的，所述固体酸催化剂中活性组分的含量为1～50wt％。

优选的，所述ZrO₂和MoO₃的质量比为1:(0.2～5)。

优选的，所述HZSM-5分子筛的硅铝比为10～100。

本发明提供了上述方案所述固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将可溶性锆盐和可溶性钼盐溶于水，得到浸渍液；

将HZSM-5分子筛置于所述浸渍液中进行浸渍，干燥后得到催化剂前驱体；

将所述催化剂前驱体进行焙烧，得到中间催化剂；

将所述中间催化剂进行高温水蒸气处理，形成多级介孔结构，得到固体酸催化剂；

所述高温水蒸气处理包括：向盛有所述中间催化剂的装置中通入携带有水蒸气的氮气；所述水蒸气的温度为85℃；所述中间催化剂的温度为400～500℃。

优选的，所述焙烧的温度为500～600℃，保温时间为24h。

优选的，所述高温水蒸气处理的时间为2～6h。

本发明提供了上述方案所述固体酸催化剂或上述方案所述制备方法制备得到的固体酸催化剂在催化稠油水热裂解反应中的应用。

优选的，所述稠油水热裂解反应的温度为160～320℃。

优选的，所述固体酸催化剂的用量为稠油的0.1～5wt％。