本發(fā)明涉及一種加氫裂化的方法,特別是一種最大量生產(chǎn)低凝柴油的加氫裂化方法。
背景技術(shù):
世界各石油公司在生產(chǎn)低硫、低芳、低凝清潔柴油方面主要是使用加氫脫硫催化劑、加氫脫芳催化劑及臨氫降凝催化劑,通過各種催化劑及工藝組合方式開發(fā)了系列加氫改質(zhì)降凝系列工藝技術(shù)。目前具有代表性的加氫降凝工藝技術(shù)的有美國exxonmobil公司開發(fā)的mddw單段臨氫降凝(催化脫蠟)工藝技術(shù),催化劑采用zsm-5為載體基質(zhì)載有少量金屬ni組分;美國shellglobalsolution公司開發(fā)的加氫改質(zhì)降凝工藝技術(shù),所用降凝催化劑為sdd800和sdd801;美國uop公司開發(fā)的mqd工藝技術(shù),降凝催化劑有兩種:hc-80和dw-10。hc-80是上個(gè)世紀(jì)80年代開發(fā)的雙功能非貴金屬沸石催化劑,該催化劑已在工業(yè)裝置上使用。90年代開發(fā)的dw-10貴金屬降凝催化劑;akzo-fina的cfi工藝,采用akzo化學(xué)品公司開發(fā)的專用催化劑。以上工藝技術(shù)及催化劑已在60多套工業(yè)裝置運(yùn)轉(zhuǎn),這些工藝技術(shù)及催化劑可用于生產(chǎn)滿足歐ⅳ和歐ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的清潔低凝柴油,在生產(chǎn)低硫低凝清潔柴油方面發(fā)揮了重大作用。
目前,降凝催化劑通常與精制催化劑和改質(zhì)催化劑協(xié)同使用,達(dá)到生產(chǎn)清潔低凝的柴油產(chǎn)品。采用現(xiàn)有加氫降凝技術(shù)及配套催化劑,雖能大幅度降低柴油凝點(diǎn),但在柴油選擇性方面不太理想,與精制催化劑活性匹配不適宜和降凝催化溫降大等不足。
加氫裂化技術(shù)以其原料適應(yīng)性好,產(chǎn)品質(zhì)量好,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理可調(diào)等優(yōu)勢,具有強(qiáng)勁的發(fā)展前景。加氫裂化技術(shù)的應(yīng)用將成為提高石油產(chǎn)品質(zhì)量、降低環(huán)境污染、增加市場應(yīng)變能力的有效技術(shù)措施,已成為現(xiàn)代化煉廠最為重要的工藝裝置。目前工業(yè)生產(chǎn)y型分子篩的方法基本上都是采用美國grace公司在usp3639099和usp4166099中提出的導(dǎo)向劑法,制得的普通y型分子篩的晶粒一般為1μm左右,在每個(gè)維度上大約有300~400個(gè)的晶胞。常規(guī)合成的普通晶粒大小的y型分子篩原粉孔直徑小于1nm的孔分布比例為15%~20%,孔直徑在1nm~10nm的孔分布比例為45%~50%,孔直徑在大于10nm的孔分布比例在30%~40%。對于大分子裂化反應(yīng),適合原料反應(yīng)及產(chǎn)物擴(kuò)散的理想孔徑范圍是1nm~10nm,雖然y型分子篩也可通過后續(xù)的改性處理適度調(diào)變理想孔徑范圍分布,但原有分子篩的孔徑分布直接決定后續(xù)改性分子篩的孔徑范圍分布,而且擴(kuò)孔會影響分子篩的骨架結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響分子篩的活性和穩(wěn)定性。
現(xiàn)有技術(shù)中,直接合成法是指不經(jīng)過后處理、一次合成直接制備的y型分子篩,一般為nay型分子篩。目前常規(guī)方法是采用導(dǎo)向劑法,合成的y型分子篩的化學(xué)硅鋁比(sio2/al2o3)為3.5~5.5,而要獲得化學(xué)硅鋁比高的y型分子篩,需要添加價(jià)格昂貴和毒性強(qiáng)的冠醚等有機(jī)材料才可能實(shí)現(xiàn)。另外在制備y型分子篩時(shí),硅鋁比越低,越易制備,硅鋁比越高,條件越苛刻,越難制備。在制備高硅鋁比的分子篩時(shí)其影響因素較多,比如反應(yīng)混合物的組成、制備方式、反應(yīng)物來源、導(dǎo)向劑的制備、凝膠酸堿度、晶化條件等。
cn201210168420.1公開了一種nay分子篩的合成方法;將水玻璃、偏鋁酸鈉和去離子水混合,在15~70℃老化0.5~48.0小時(shí)得到晶化導(dǎo)向劑;將晶化導(dǎo)向劑、水玻璃、酸性鋁鹽和鋁酸鈉溶液混合均勻制得硅鋁凝膠;將硅鋁凝膠于80~140℃下晶化,晶化0.1~80.0小時(shí);向晶化硅鋁凝膠中加入過氧化物,使過氧化物與凝膠中的al2o3的摩爾比為0.05~20,再繼續(xù)晶化5~20小時(shí)得到。該方法不添加任何有機(jī)或無機(jī)模板劑,也不經(jīng)過多次的后處理改性過程,能夠在較短的時(shí)間內(nèi)直接制備出高硅鋁比的y型分子篩,所得分子篩具有80%以上的結(jié)晶度,硅鋁比不低于5.8,平均晶粒度在200~300nm之間。雖然該方法可合成硅鋁比較高的y型分子篩,但其制備方法復(fù)雜,分子篩晶粒度較小,并在凝膠中加入一定量的過氧化物,更增加了分子篩合成的苛刻度。
us3671191和us3639099是采用導(dǎo)向劑法合成y型分子篩,首先制備導(dǎo)向劑,然后制備硅鋁凝膠,加入陳化后的導(dǎo)向劑,然后在高溫下進(jìn)行晶化。上述方法中分別采用無機(jī)酸和鋁鹽以降低反應(yīng)體系的堿度,從而能提高產(chǎn)物分子篩的硅鋁比。但按上述方法制備的是普通y型分子篩,制備時(shí)需要先合成導(dǎo)向劑,制備步驟較長,成本較高。
cn101481120a公開了一種快速晶化制備y型分子篩的方法。該方法是采用硅源、鋁源、堿源制成硅鋁膠,然后將硅鋁膠、油、表面活性劑、輔助表面活性劑配制w/o乳狀液體系,再轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中快速晶化。該方法采用了價(jià)格昂貴的表面活性劑來制備y型分子篩,另外制備過程復(fù)雜,使得制備成本大大增加。
cn97116250.6公開了一種y型分子篩,該y型分子篩采用的原料為普通的nay原粉,首先進(jìn)行銨交換,脫出na+,然后進(jìn)行兩次水熱處理和酸處理,得到的改性y型分子篩中大于2nm的孔分布為總孔容的40%~66%,影響了原料中大分子芳烴的轉(zhuǎn)化,所制備的催化劑產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量有待于進(jìn)一步提高。
cn201210411609.9公開了一種降低柴油凝點(diǎn)的加氫方法,原料油在第一反應(yīng)區(qū)與加氫精制催化劑接觸進(jìn)行反應(yīng),第一反應(yīng)區(qū)流出物進(jìn)行分離、分餾,得到氣體、石腦油餾分、低凝柴油餾分ⅰ、高凝點(diǎn)重柴油餾分;所得的高凝點(diǎn)重柴油餾分進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū),與加氫改質(zhì)降凝催化劑接觸,進(jìn)行異構(gòu)裂化降凝反應(yīng);第二反應(yīng)區(qū)流出物經(jīng)分離分餾后,得到低凝柴油餾分ⅱ;低凝柴油餾分ⅰ和低凝柴油餾分ⅱ混合得到低凝產(chǎn)品柴油。
cn200410050725.8公開了一種由餾分油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低凝柴油的方法。該方法包括加氫精制反應(yīng)區(qū)和臨氫降凝反應(yīng)區(qū),其中臨氫降凝反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有閃蒸段,下部設(shè)有臨氫降凝段,在臨氫降凝反應(yīng)區(qū)的底部注入熱氫氣體。本發(fā)明方法能使加氫精制反應(yīng)區(qū)的溫度相對較低,降凝反應(yīng)區(qū)的溫差小,充分發(fā)揮精制催化劑的加氫活性及降凝催化劑的選擇性,減慢催化劑失活速度,增加柴油的收率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
從具有裂化功能的分子篩在工業(yè)催化過程中的應(yīng)用來看,其性能主要取決于以下兩個(gè)方面:選擇性吸附和反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)物分子尺寸小于分子篩孔口并克服分子篩晶體表面能壘,才能擴(kuò)散進(jìn)入分子篩孔道內(nèi),發(fā)生特定的催化反應(yīng),這時(shí)被吸附分子穿過分子篩晶體的孔和籠的擴(kuò)散性能起決定性的作用。而和常規(guī)晶粒分子篩相比,大晶粒分子篩具有更多的內(nèi)表面積,更適合大分子反應(yīng)的孔道結(jié)構(gòu),能夠提供更多的大分子在分子篩中的二次裂解轉(zhuǎn)化機(jī)會,因此大晶粒分子篩可以處理分子更大油品更重的原料,提高大分子轉(zhuǎn)化機(jī)率等方面表現(xiàn)出更為優(yōu)越的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)低凝柴油的加氫裂化方法。本發(fā)明方法所用的加氫裂化催化劑是采用一種大晶粒、結(jié)晶度高、有效孔徑分布更集中的y型分子篩為裂化組分及改性β分子篩共同作為改質(zhì)裂化組分。該方法特別適用于在中壓條件下處理高凝點(diǎn)含蠟柴油,具有很高的催化活性和柴油選擇性,而且柴油餾分的凝點(diǎn)降低幅度大,柴油的產(chǎn)品性質(zhì)得到改善。
本發(fā)明的加氫裂化方法,包括含蠟柴油原料與加氫裂化催化劑接觸進(jìn)行加氫裂化反應(yīng),得到的加氫裂化產(chǎn)物經(jīng)分離,得到重石腦油和低凝柴油,其中所用的加氫裂化催化劑,包括加氫活性金屬組分和載體,載體包含改性y型分子篩、β分子篩和氧化鋁,其中改性y型分子篩的性質(zhì)如下:
晶粒平均直徑為2.0~5.0μm,優(yōu)選2.0~4.5μm,進(jìn)一步優(yōu)選為3.0~4.5μm,相對結(jié)晶度110%~150%,sio2/al2o3摩爾比為10~50,優(yōu)選為12~45,晶胞參數(shù)為2.436~2.450nm,孔直徑為2nm~6nm的孔所占的孔容為總孔容的60%~90%,優(yōu)選為70%~85%。
所述的y型分子篩中,非骨架鋁占總鋁的0.1%~1.0%,優(yōu)選0.1%~0.5%。
所述的y型分子篩的孔容為0.35cm3/g~0.50cm3/g,比表面積為750m2/g~950m2/g。
所述的y型分子篩的紅外總酸量為0.5~1.0mmol/g。
所述的y型分子篩中,na2o的重量含量為0.15wt%以下。
所述的β分子篩的性質(zhì)如下:晶粒平均直徑為200~400nm,比表面積為600~800m2/g,孔體積為0.35~0.50ml/g,相對結(jié)晶度100%~140%,紅外總酸量為0.1~0.5mmol/g,sio2/al2o3摩爾比為40~80。該β分子篩可采用水熱晶化法合成,一般以有機(jī)胺為模板劑,然后通過常規(guī)的銨交換、酸處理和水熱處理的方法改性而得。
所述的加氫裂化催化劑中,所述載體,以載體的重量為基準(zhǔn),改性y型分子篩的含量為10%~40%,β分子篩的含量為5%~20%,氧化鋁的含量為40%~85%。
所述的加氫活性金屬一般采用第vib族和第viii族的金屬,第vib族金屬優(yōu)選為鉬和∕或鎢,第viii族金屬優(yōu)選為鈷和∕或鎳。本發(fā)明催化劑中,以催化劑的重量為基準(zhǔn),第vib族金屬(以氧化物計(jì))的含量為10.0%~30.0%,第viii族金屬(以氧化物計(jì))的含量為4.0%~8.0%,載體含量為62.0%~86.0%。
本發(fā)明加氫裂化催化劑的性質(zhì)如下:比表面積為250~450m2/g,孔體積為0.30~0.50ml/g。
本發(fā)明加氫裂化催化劑的制備方法,包括載體的制備和負(fù)載加氫活性金屬組分,其中載體的制備過程如下:將改性y型分子篩、β分子篩、氧化鋁混合,成型,然后干燥和焙燒,制成催化劑載體,其中改性y型分子篩的制備方法,包括如下步驟:
(1)大晶粒nay型分子篩的制備;
(2)將步驟(1)所得的大晶粒nay型分子篩制備成大晶粒nh4nay;
(3)對步驟(2)所得y型分子篩進(jìn)行水熱處理;水熱處理?xiàng)l件:表壓為0.05~0.25mpa,溫度為400~550℃,處理時(shí)間為0.5~5.0小時(shí);
(4)用(nh4)2sif6水溶液與步驟(3)所得的物料進(jìn)行接觸,然后經(jīng)過濾和干燥,制得本發(fā)明的y型分子篩。
本發(fā)明方法中,步驟(1)所述的大晶粒nay型分子篩的性質(zhì)如下:
晶粒平均直徑為2.0~5.0μm,優(yōu)選2.0~4.5μm,進(jìn)一步優(yōu)選為3.0~4.5μm,孔直徑為1nm~10nm的孔所占的孔容占總孔容的70%~90%,優(yōu)選為70%~85%,相對結(jié)晶度為110%~150%,晶胞參數(shù)2.460nm~2.465nm。
本發(fā)明的nay型分子篩,優(yōu)選的性質(zhì)如下:比表面積為800m2/g~1000m2/g,總孔容為0.30ml/g~0.40ml/g,外比表面積為60m2/g~100m2/g
本發(fā)明的nay型分子篩,優(yōu)選的性質(zhì)如下:sio2/al2o3摩爾比3.5~6.5,優(yōu)選為4.0~6.0。
本發(fā)明方法中,步驟(2)制備的大晶粒nh4nay中氧化鈉的重量含量為2.5%~5.0%。
本發(fā)明方法中,步驟(3)的水熱處理是用飽和水蒸氣處理步驟(2)中得到的分子篩,處理?xiàng)l件:表壓0.05~0.25mpa,優(yōu)選為0.10~0.20mpa,溫度400~550℃,優(yōu)選為450~550℃,處理時(shí)間0.5~5.0小時(shí),優(yōu)選1.0~3.0小時(shí)。
本發(fā)明方法中,步驟(4)是將步驟(3)中得到的物料與(nh4)2sif6的水溶液接觸,過程如下:首先將步驟(3)中得到的分子篩在水溶液中打漿,液固重量比為3:1~8:1,溫度為70~90℃;然后,向漿料中加入(nh4)2sif6水溶液,按照每100克y分子篩加入10~35克(nh4)2sif6的量來加入(nh4)2sif6水溶液,每小時(shí)每100gy型分子篩加入3~30克(nh4)2sif6,加完(nh4)2sif6水溶液以后漿料在溫度為80~120℃下,攪拌0.5~5.0小時(shí),然后過濾干燥,得到產(chǎn)品。
本發(fā)明步驟(1)中nay型分子篩的制備方法,包括如下步驟:
i、直接制備凝膠:在20℃~40℃溫度下,最好為25℃~35℃溫度下,按照na2o:al2o3:sio2:h2o=10~15:1:10~20:500~600的投料摩爾比,在攪拌的條件下將水玻璃緩慢加入到高堿偏鋁酸鈉溶液中混合均勻,之后,依次加入硫酸鋁溶液和低堿偏鋁酸鈉溶液,在上述溫度下攪拌均勻;然后在密閉條件下恒溫老化,得到凝膠;
ii、晶化:將步驟i得到的凝膠在80℃~120℃且攪拌的條件下水熱晶化12~24小時(shí),晶化后經(jīng)過濾、洗滌、干燥,得到大晶粒nay型分子篩。
本發(fā)明大晶粒nay型分子篩的制備方法,包括如下步驟:
本發(fā)明方法中,步驟i按照如下摩爾配比投料,na2o:al2o3:sio2:h2o=10~15:1:10~20:500~600,其中水可以單獨(dú)加入,也可以隨溶液一同加入。
本發(fā)明方法中,步驟i中,硫酸鋁、高堿偏鋁酸鈉和低堿偏鋁酸鈉的加入量的比,以氧化鋁計(jì)為1:(0.5~0.7):(0.6~0.8)。
本發(fā)明步驟i在反應(yīng)體系中不加入導(dǎo)向劑、模板劑、表面活性劑等添加劑,通過選擇適宜的原料和優(yōu)化制備過程,采用一次水熱晶化合成大晶粒y型分子篩,硅源和鋁源的利用效率高,工藝流程簡單,成本低。該方法制備的y型分子篩的晶粒粒度達(dá)到2.0~5.0μm,而且硅鋁比高、有效孔徑分布更集中、熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性良好。
本發(fā)明方法對特定的大晶粒nay分子篩原粉進(jìn)行改性,采用較少的改性步驟和溫和的處理?xiàng)l件,這樣不但能避免對分子篩的骨架結(jié)構(gòu)的破壞,使分子篩骨架結(jié)構(gòu)更加均一和穩(wěn)定,而且還能使大晶粒的y型分子篩具有較高的硅鋁比、更加集中的有效孔徑分布。本發(fā)明改性方法制備過程簡單,生產(chǎn)成本較低,生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染小。
本發(fā)明的加氫裂化方法中,采用一段串聯(lián)工藝流程,在加氫裂化反應(yīng)之前,需要進(jìn)行加氫精制,其所采用的加氫精制催化劑可采用常規(guī)的加氫精制催化劑或者加氫裂化預(yù)處理催化劑,一般采用氧化鋁基載體,以第vib族和第viii族金屬為加氫活性金屬組分,第vib族金屬優(yōu)選為鉬和/或鎢,第viii族的金屬優(yōu)選為鈷和/或鎳。以催化劑的重量為基準(zhǔn),第vib族金屬(以氧化物計(jì))的含量為15.0%~30.0%,第viii族金屬(以氧化物計(jì))的含量為4.0%~8.0%。
本發(fā)明的加氫裂化方法,所采用的操作條件如下:反應(yīng)總壓為5.0~10.0mpa,液時(shí)體積空速為0.5~2.0h-1,氫油體積比為500:1~1000:1,反應(yīng)溫度為350~420℃。
本發(fā)明方法特別適宜處理高凝點(diǎn)含蠟柴油,其性質(zhì)如下:20℃密度為0.85~0.90g/cm3,初餾點(diǎn)為190~220℃,終餾點(diǎn)為370~390℃,硫含量為0.1wt%~1.0wt%,凝點(diǎn)為15~35℃。
本發(fā)明加氫裂化催化劑中的y型分子篩是采用(nh4)2sif6對nay分子篩進(jìn)行改性處理,在實(shí)現(xiàn)調(diào)變分子篩硅鋁比的同時(shí),可將nay分子篩中的鈉離子一起脫出,然后在有機(jī)模板劑存在下對水熱處理后的分子篩進(jìn)行水熱晶化,這樣可使部分硅原子和鋁原子在有機(jī)模板劑作用下進(jìn)入分子篩骨架結(jié)構(gòu),在進(jìn)一步穩(wěn)定和完善改性分子篩的骨架結(jié)構(gòu)的同時(shí),消除分子篩水熱處理過程中產(chǎn)生的非骨架結(jié)構(gòu),暢通孔道結(jié)構(gòu),部分有機(jī)模板劑也能夠進(jìn)入到分子篩的孔道中,配合后續(xù)的富氧低溫處理,可將分子篩中的有機(jī)模板劑可控有序脫除,從而使孔分布更加集中。
本發(fā)明的大晶粒、高硅、有效孔徑分布更集中的改性y型分子篩適宜作為裂化組分。由于該大晶粒分子篩不但具有較大的晶粒,使得每個(gè)維度上晶胞數(shù)量增加到1000~2000個(gè),有利于大分子進(jìn)行裂解,而且還具有更佳的孔徑分布范圍,能夠有效地控制反應(yīng)物的裂解程度,并有利于產(chǎn)物在孔道中進(jìn)行擴(kuò)散,這樣在裂化反應(yīng)中,可相對增加活性中心,并可使重油大分子進(jìn)行適宜程度的裂解反應(yīng),既提高了重油的裂化能力,同時(shí)降低焦炭產(chǎn)率,催化劑會表現(xiàn)出良好的裂化活性及產(chǎn)品選擇性。本發(fā)明方法所用的加氫裂化催化劑采用改性y型分子篩與β分子篩共同作為裂化中心,既充分發(fā)揮了其各自的性能特點(diǎn),又能夠使兩種分子篩產(chǎn)生的協(xié)同催化作用,即β型分子篩對鏈烷烴或芳烴上的長側(cè)鏈有很好的異構(gòu)作用,可以有效降低產(chǎn)品的凝點(diǎn)。
由本發(fā)明的加氫裂化催化劑用于重質(zhì)油加氫裂化時(shí),特別是在中壓條件(5.0~1.0mpa)下處理高凝點(diǎn)含蠟柴油,具有很高的催化活性和柴油選擇性,而且柴油餾分的凝點(diǎn)降低幅度大,柴油的產(chǎn)品性質(zhì)得到改善,能滿足煉廠增大操作靈活性、增加裝置處理能力、進(jìn)一步增產(chǎn)低凝柴油的需要。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1所得改性y型分子篩的sem電鏡照片;
圖2為對比例1所得改性y型分子篩的sem電鏡照片;
圖3為實(shí)施例1所得改性y型分子篩的xrd衍射圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明加氫裂化催化劑載體中氧化鋁可以采用常規(guī)加氫裂化催化劑中所用的氧化鋁,如大孔氧化鋁和∕或小孔氧化鋁。所用的大孔氧化鋁的孔體積0.6~1.3ml/g,比表面積300~450m2/g。所用的小孔氧化鋁的孔體積為0.3~0.5ml/g,比表面積為200~400m2/g。
本發(fā)明催化劑載體制備過程中還可以加入常規(guī)的成型助劑比如膠溶酸,助擠劑等。
本發(fā)明加氫催化劑載體制備的具體過程如下:將改性y型分子篩、β分子篩、氧化鋁混合,擠條成型,然后干燥和焙燒,制備成載體;干燥可以在80℃至150℃溫度下干燥3~6小時(shí),焙燒是在500℃~600℃焙燒2.5~6.0小時(shí)。
本發(fā)明加氫裂化催化劑載體通過常規(guī)方式負(fù)載加氫活性金屬組分(第vib族和第viii族金屬組分如co、ni、mo、w等),制備得加氫裂化催化劑。采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的負(fù)載方法,優(yōu)選浸漬法,可以是飽和浸、過量浸或絡(luò)合浸,即用含有所需活性組分的溶液浸漬催化劑載體,浸漬后的載體在100℃~150℃干燥1~12小時(shí),然后在450℃~550℃焙燒2.5~6.0小時(shí),制得最終催化劑。
下面的實(shí)施例用于更詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,但本發(fā)明的范圍不只限于這些實(shí)施例的范圍。本發(fā)明中,wt%為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
本發(fā)明分析方法:比表面積、孔體積采用低溫液氮吸附法測定,相對結(jié)晶度和晶胞參數(shù)采用x光衍射法,硅鋁摩爾比采用xrf法(x射線熒光光譜法)測定,分子篩的晶粒大小采用sem(掃描電子顯微鏡)的方式測定。紅外酸量采用吡啶吸附紅外光譜法,鈉含量采用等離子發(fā)射光譜法。
本發(fā)明實(shí)施例1制備大晶粒nay分子篩和對比例1制備dly-3分子篩所用的原料性質(zhì)如下:
高堿偏鋁酸鈉溶液:na2o含量291g/l,al2o3含量42g/l;
低堿偏鋁酸鈉溶液:na2o含量117g/l,al2o3含量77g/l;
硫酸鋁溶液:al2o3含量90g/l;
水玻璃:sio2含量250g/l,模數(shù)3.2。
實(shí)施例1
本實(shí)施例是采用本發(fā)明方法制備大晶粒nay分子篩。
ly-1的制備
(1)凝膠的制備:溫度為25℃、攪拌條件下,向63ml的高堿偏鋁酸鈉溶液中緩慢加入165ml水玻璃,混合均勻后,依次加入42.5ml的硫酸鋁溶液和35.6ml低堿偏鋁酸鈉溶液,恒溫?cái)嚢?.5小時(shí),然后將得到的合成液在上述溫度下靜止老化1小時(shí),得到凝膠;
(2)晶化:在攪拌條件下,以2.5℃/分的升溫速率將合成釜中的凝膠升到100℃,恒溫?cái)嚢杈Щ?6小時(shí),晶化結(jié)束后,快速用冷水降溫,并打開合成釜取出合成好的分子篩,經(jīng)過濾、洗滌和干燥,得到產(chǎn)品ly-1,產(chǎn)品性質(zhì)見表1。
ly-2的制備:
(1)凝膠的制備:溫度為35℃、攪拌條件下,向48ml的高堿偏鋁酸鈉溶液中緩慢加入156ml水玻璃,混合均勻后,依次加入39.6ml的硫酸鋁溶液和28.5ml低堿偏鋁酸鈉溶液,恒溫恒速攪拌1小時(shí),然后將得到的合成液在上述溫度下靜止老化2小時(shí),得到凝膠;
(2)晶化:在攪拌條件下,以3℃/分的升溫速率將合成釜中的凝膠升到110℃,恒溫?cái)嚢杈Щ?4小時(shí),晶化結(jié)束后,快速用冷水降溫,并打開合成釜取出合成好的分子篩,經(jīng)過濾、洗滌和干燥,得到產(chǎn)品ly-2,產(chǎn)品性質(zhì)見表1。
對比例1
本對比例是采用現(xiàn)有技術(shù)方法制備大晶粒nay分子篩原料。
dly-1:
采用usp3639099,采用導(dǎo)向劑法制備分子篩。具體制備過程為:導(dǎo)向劑的制備,將26g氫氧化鋁溶解在153g氫氧化鈉和279ml水中,形成a原料;然后向a原料中添加525g水玻璃(模數(shù)3.3),將上述凝膠快速攪拌后,在室溫下老化24小時(shí),待用;
在37.8℃,向2223g水玻璃(模數(shù)3.3)中加入含601g硫酸鋁溶液(硫酸鋁含量以al2o3計(jì)=16.9wt%),然后將392g導(dǎo)向劑加入到上述溶液中,攪拌均勻,然后再加入191g鋁酸鈉溶液(含有126g氫氧化鋁和96.5g氫氧化鈉),將上述溶液快速攪拌然后在98.8℃水熱晶化10小時(shí)得到nay分子篩,樣品編號為dly-1,物化性質(zhì)見表1。
dly-2:
采用cn101481120a的方法制備分子篩。將0.699g硅溶膠(40wt%)、0.156g氫氧化鈉、0.212g鋁酸鈉和2.94ml凈水在室溫下攪拌均勻,得到白色凝膠,然后2.4gop10、1.6g正丁醇、1.8ml環(huán)己烷,攪拌均勻,100℃水熱晶化24小時(shí),得到產(chǎn)品dly-2,產(chǎn)品性質(zhì)見表1。
dly-3:
導(dǎo)向劑的制備,取153g氫氧化鈉固體溶解在279ml去離子水中,冷卻至室溫后,加入22.5g偏鋁酸鈉制成高堿偏鋁酸鈉溶液。然后在525g水玻璃中加入高堿偏鋁酸鈉溶液,混合均勻后在室溫下老化24小時(shí),待用。
在1547g水玻璃中攪拌下依次加入720g去離子水、222.5g低堿偏鋁酸鈉溶液和242g導(dǎo)向劑,混合均勻后,裝入不銹鋼反應(yīng)釜中,在100℃靜止晶化24小時(shí),然后經(jīng)過濾、洗滌和干燥,得到產(chǎn)品dly-3,產(chǎn)品性質(zhì)見表1。
實(shí)施例2
首先對原料大晶粒nay分子篩ly-1進(jìn)行銨交換。配制濃度為0.5mol/l硝酸銨水溶液10升。稱取小晶粒nay分子篩2000克,溶于10升配制好的硝酸銨水溶液中,攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm,在90℃下恒溫?cái)嚢?小時(shí),然后過濾分子篩,并留小樣,分析na2o含量;重復(fù)上述操作,直到分子篩中na2o含量的達(dá)到2.5~5wt%,得到干燥后的樣品編號為lyn-1。
實(shí)施例3
將實(shí)施例2中的大晶粒nay分子篩ly-1換成ly-2,重復(fù)實(shí)施例2的過程,制得的樣品,編號為lyn-2。
實(shí)施例4
稱取200glyn-1分子篩放入管式水熱處理爐中,程序升溫到430℃,在表壓0.1mpa下處理2.0小時(shí),水熱處理后,將分子篩溶解于1升凈水中,快速升溫?cái)嚢?,溫度?0℃,攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm。在2小時(shí)的時(shí)間內(nèi),勻速向分子篩漿料中加入195ml六氟硅酸銨水溶液,共加入19.5克六氟硅酸銨,然后恒溫恒速攪拌2小時(shí),過濾,干燥,得到產(chǎn)品編號lyns-1,性質(zhì)列于表2。
實(shí)施例5
稱取200glyn-1分子篩放入管式水熱處理爐中,程序升溫到530℃,在表壓0.15mpa下處理1小時(shí),水熱處理后,將分子篩溶解于1升凈水中,快速升溫?cái)嚢?,溫度?0℃,攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm。在2小時(shí)的時(shí)間內(nèi),勻速向分子篩漿料中加入286ml六氟硅酸銨水溶液,共加入28.6克六氟硅酸銨,然后恒溫恒速攪拌2小時(shí),過濾,干燥,得到產(chǎn)品編號lyns-2,性質(zhì)列于表2。
實(shí)施例6
稱取200glyn-2分子篩放入管式水熱處理爐中,程序升溫到500℃,在表壓0.2mpa下處理3.0小時(shí),水熱處理后,將分子篩溶解于1升凈水中,快速升溫?cái)嚢?,溫度?5℃,攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm。在2小時(shí)的時(shí)間內(nèi),勻速向分子篩漿料中加入246ml六氟硅酸銨水溶液,共加入24.6克六氟硅酸銨,然后恒溫恒速攪拌2小時(shí),過濾,干燥,得到產(chǎn)品編號lyns-3,性質(zhì)列于表2。
實(shí)施例7
稱取200glyn-2分子篩放入管式水熱處理爐中,程序升溫到540℃,在表壓0.1mpa下處理1.5小時(shí),水熱處理后,將分子篩溶解于1升凈水中,快速升溫?cái)嚢?,溫度?5℃,攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm。在2小時(shí)的時(shí)間內(nèi),勻速向分子篩漿料中加入301ml六氟硅酸銨水溶液,共加入30.1克六氟硅酸銨,然后恒溫恒速攪拌2小時(shí),過濾,干燥,得到產(chǎn)品編號lyns-4,性質(zhì)列于表2。
對比例2~4
將實(shí)施例2中的大晶粒nay分子篩ly-1分別換成dly-1、dly-2和dly-3,重復(fù)實(shí)施例2的過程,制得的樣品,編號為dlyn-1、dlyn-2和dlyn-3。
對比例5~7
將實(shí)施例5中的lyn-1分別換成dlyn-1、dlyn-2和dlyn-3,重復(fù)實(shí)施例5的過程,制得的樣品,編號為dyns-1、dyns-2和dyns-3,性質(zhì)列于表2。
表1nay型分子篩的性質(zhì)
續(xù)表1
注:表1中,*焙燒條件如下:600℃空氣中焙燒3小時(shí);
*水熱處理的條件如下:650℃水蒸汽處理1小時(shí)。
表2y型分子篩的性質(zhì)
續(xù)表2
實(shí)施例8
將44.44克lyns-1分子篩(干基90wt%)、22.22克β分子篩(晶粒=250nm,sio2/al2o3=50,孔體積0.45ml/g,比表面積750m2/g,紅外總酸0.29mmol/g,干基90wt%)、142.7克大孔氧化鋁(孔體積1.0ml/g,比表面積400m2/g,干基70wt%)、133.3克粘合劑(干基30wt%,硝酸與小孔氧化鋁的摩爾比為0.4)放入碾壓機(jī)中混碾,加水,碾壓成糊膏,擠條,擠出條在110℃干燥4小時(shí),然后在550℃焙燒4小時(shí),得載體zs-1。
載體用含鎢和鎳的浸漬液室溫浸漬2小時(shí),120℃干燥4小時(shí),程序升溫500℃焙燒4小時(shí),得催化劑zc-1,載體及相應(yīng)催化劑性質(zhì)見表3。
實(shí)施例9
將44.44克lyns-2分子篩(干基90wt%)、33.3克β分子篩(晶粒=250nm,sio2/al2o3=50,孔體積0.45ml/g,比表面積750m2/g,紅外總酸0.29mmol/g,干基90wt%)、128.6克大孔氧化鋁(孔體積1.0ml/g,比表面積400m2/g,干基70wt%)、133.3克粘合劑(干基30wt%,硝酸與小孔氧化鋁的摩爾比為0.4)放入碾壓機(jī)中混碾,加水,碾壓成糊膏,擠條,擠出條在110℃干燥4小時(shí),然后在550℃焙燒4小時(shí),得載體zs-2。
載體用含鎢和鎳的浸漬液室溫浸漬2小時(shí),120℃干燥4小時(shí),程序升溫500℃焙燒4小時(shí),得催化劑zc-2,載體及相應(yīng)催化劑性質(zhì)見表3。
實(shí)施例10
將66.66克lyns-3分子篩(干基90wt%)、11.11克β分子篩(晶粒=250nm,sio2/al2o3=50,孔體積0.45ml/g,比表面積750m2/g,紅外總酸0.29mmol/g,干基90wt%)、142.7克大孔氧化鋁(孔體積1.0ml/g,比表面積400m2/g,干基70wt%)、133.3克粘合劑(干基30wt%,硝酸與小孔氧化鋁的摩爾比為0.4)放入碾壓機(jī)中混碾,加水,碾壓成糊膏,擠條,擠出條在110℃干燥4小時(shí),然后在550℃焙燒4小時(shí),得載體zs-3。
載體用含鎢和鎳的浸漬液室溫浸漬2小時(shí),120℃干燥4小時(shí),程序升溫500℃焙燒4小時(shí),得催化劑zc-3,載體及相應(yīng)催化劑性質(zhì)見表3。
實(shí)施例11
將55.55克lyns-4分子篩(干基90wt%)、44.44克β分子篩(晶粒=250nm,sio2/al2o3=50,孔體積0.45ml/g,比表面積750m2/g,紅外總酸0.29mmol/g,干基90wt%)、142.7克大孔氧化鋁(孔體積1.0ml/g,比表面積400m2/g,干基70wt%)、133.3克粘合劑(干基30wt%,硝酸與小孔氧化鋁的摩爾比為0.4)放入碾壓機(jī)中混碾,加水,碾壓成糊膏,擠條,擠出條在110℃干燥4小時(shí),然后在550℃焙燒4小時(shí),得載體zs-4。
載體用含鎢和鎳的浸漬液室溫浸漬2小時(shí),120℃干燥4小時(shí),程序升溫500℃焙燒4小時(shí),得催化劑zc-4,載體及相應(yīng)催化劑性質(zhì)見表3。
對比例8~10
按實(shí)施例9的方法,將lyns-2分別換成dyns-1、dyns-2、dyns-3,制成載體dzs-1、dzs-2、dzs-3以及催化劑dzc-1、dzc-2和dzc-3,載體和催化劑組成見表3。
實(shí)施例12~15
本實(shí)施例采用本發(fā)明方法,加氫裂化催化劑分別采用zc-1、zc-2、zc-3和zc-4。在固定床加氫試驗(yàn)裝置上進(jìn)行試驗(yàn),采用一段串聯(lián)一次通過工藝流程,操作條件為:反應(yīng)總壓7.0mpa,氫油體積比600:1,液時(shí)體積空速1.5h-1,使用高凝點(diǎn)柴油作為原料油,所用的加氫精制催化劑為3936精制催化劑。原料油性質(zhì)列于表4,評價(jià)結(jié)果列于表5。
對比例11~13
本對比例分別采用本發(fā)明比較例的加氫裂化催化劑dzc-1、dzc-2和dzc-3。在固定床加氫試驗(yàn)裝置上進(jìn)行評價(jià),采用一段串聯(lián)一次通過工藝流程,操作條件為:反應(yīng)總壓7.0mpa,氫油體積比500:1,液時(shí)體積空速1.5h-1,使用高凝點(diǎn)柴油作為原料油,所用的加氫精制催化劑為3936精制催化劑,原料油性質(zhì)列于表4,評價(jià)結(jié)果列于表5。
表2催化劑載體及催化劑的組成和物化性質(zhì)
續(xù)表2
表3原料油性質(zhì)
表4對比評價(jià)結(jié)果
續(xù)表4
由表5的評價(jià)結(jié)果可以看出,采用本發(fā)明方法和加氫裂化催化劑,低凝柴油產(chǎn)品的選擇性、收率和產(chǎn)品質(zhì)量均優(yōu)于采用對比例。