一种脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法_3

文档序号:9819695阅读:来源:国知局
燥形成粒度为20-200微 米的微球,达到成型的目的。为了便于喷雾干燥,干燥前所述载体混合物的固含量为10-50 重量%,优选为20-50重量%。在步骤(2)中得到所述载体混合物的过程中还可W包括加 入水,水的加入量没有特别的限定,只要得到的载体混合物满足上述固含量即可。
[0056] 本发明中,所述第一金属氧化物的加入可W为氧化物粉末形式,也可W是将第一 金属氧化物制备为浆液后再W浆液形式使用。
[0057] 本发明中,所述第一干燥和第一赔烧的条件可W为本领域技术人员所公知,优选 情况下,所述第一干燥的温度为80-15(TC,所述第一干燥的时间为0. 5-24h ;所述第一赔烧 的温度为300-70(TC,所述第一赔烧的时间为至少0.化。优选地,所述第一赔烧的温度为 400-50(TC,所述第一赔烧的时间为0. 5-lOOh,更优选所述第一赔烧的时间为0. 5-lOh。
[0058] 根据本发明,步骤(3)用于加入金属促进剂。所述金属促进剂的前体为可W在第 二赔烧条件下能够转变为金属促进剂的氧化物的物质;优选情况下,所述金属促进剂的前 体可W选自金属促进剂的醋酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硫氯酸盐和氧化物中的至少一 种。
[0059] 根据本发明,优选情况下,在载体上引入金属促进剂的前体的方法为浸溃或沉淀。 所述浸溃可W为用金属促进剂的前体的溶液或悬浮液浸溃载体;所述沉淀可W为将金属 促进剂的前体的溶液或悬浮液与载体混合,然后加入氨水将金属促进剂的前体沉淀在载体 上。
[0060] 本发明中,所述第二干燥和第二赔烧的条件可W为本领域技术人员所公知,优选 情况下,所述第二干燥的温度为50-30(TC,所述第二干燥的时间为0. 5-她;所述第二赔 烧的温度为300-70(TC,所述第二赔烧的时间为0. 5-4h ;优选地,所述第二干燥的温度为 100-25(TC,所述第二干燥的时间为1-化;所述第二赔烧的温度为400-50(TC,所述第二赔 烧的时间为1-化。所述第二赔烧可W在有氧气或含氧气体存在的下进行,直至挥发性物质 被除去并且活性金属被转变为金属氧化物的形式,得到催化剂前体。
[0061] 根据本发明,步骤(4)中,将所述催化剂前体中的金属促进剂的氧化物转变为金 属单质,可W将所述催化剂前体在含氨气气氛下进行还原,使金属促进剂基本上W还原态 存在,得到本发明催化剂。所述还原的条件仅将所述催化剂前体中的金属促进剂的氧化物 转变为金属单质,而所述载体中的金属氧化物不会转变。优选情况下,所述还原的温度为 300-600°C,所述还原的时间为0. 5-6h,所述含氨气气氛中氨气含量为10-60体积% ;优选 地,所述还原的温度为350-45(TC,所述还原的时间为1-化。
[0062] 本发明中,步骤(4)将催化剂前体还原可W在制得催化剂前体后立即进行,也可 W在使用前(即用于脱硫吸附前)进行。由于活性金属容易氧化,而催化剂前体中的活性 金属W氧化物形式存在,因此为便于运输,优选步骤(4)将催化剂前体还原在进行脱硫吸 附前进行。所述还原为使活性金属的氧化物中的金属基本上W还原态存在,得到本发明的 脱硫催化剂。
[0063] 由本发明提供的方法制得的脱硫催化剂中各组分的含量按照投料量计算得出。
[0064] 根据本发明的制备方法,所述非铅粘结剂、氧化铅的前身物、稀±金属化合物、氧 化娃源、第一金属氧化物、分子筛W及活性金属的前体的加入量使得到的脱硫催化剂中,W 该脱硫催化剂的总重量为基准,所述非铅氧化物的含量为3-25重量%,所述氧化娃源的含 量为5-30重量%,所述第一金属氧化物的含量为10-80重量%,氧化铅的含量为2-20重 量%,所述活性金属的含量为5-30重量%,所述稀±金属氧化物^稀±氧化物计的含量为 0. 5-15重量%,所述分子筛的含量为1-30重量%。
[0065] 优选地,W该脱硫催化剂的总重量为基准,所述非铅氧化物的含量为5-25重 量%,所述氧化娃源的含量为10-20重量%,所述第一金属氧化物的含量为25-70重量%, 氧化铅的含量为2-20重量%,所述活性金属的含量为8-25重量%,所述稀±金属氧化物W 稀±氧化物计的含量为0. 5-10重量%,所述分子筛的含量为2-25重量%。
[0066] 本发明还提供了由本发明提供的制备方法得到的脱硫催化剂。该脱硫催化剂的组 成如前所述,在此不再一一赏述。
[0067] 本发明还提供了一种姪油脱硫的方法,该方法包括;在氨气气氛下,将含硫姪 油与本发明提供的脱硫催化剂接触,所述接触的温度为350-50(TC,所述接触的压力为 0. 5-4MPa ;优选地,所述接触的温度为400-45(TC,所述接触的压力为l-2MPa。在此过程中 姪油中的硫被吸附到催化剂上,从而得到低硫含量的姪油。
[0068] 本发明提供的姪油脱硫的方法优选在流化床反应器中进行,即所述接触优选在流 化床反应器中进行。
[0069] 根据本发明,所述姪油脱硫的方法还可W包括;反应后将经过反应的脱硫催化剂 进行再生。再生的条件包括;在氧气气氛(氧气含量可W为10-80体积% )下进行再生;再 生的温度为450-60(TC,优选为480-52(TC ;再生的压力为常压。
[0070] 本发明中,所述姪油脱硫的方法还可W包括;再生后的脱硫催化剂在重新使用前 需要在含氨气气氛下还原,还原的条件包括:在氨气气氛(氨气含量可W为30-60体积% ) 下进行还原;还原的温度可W为350-50(TC,优选400-45(TC;还原的压力可W为0. 2-2MPa, 优选为 0. 2-1. 5MPa〇
[0071] 本发明中,所述姪油包括裂化汽油和柴油机燃料,其中"裂化汽油"意指沸程为40 至21(TC的姪或其任何傭分,是来自使较大的姪分子裂化成较小分子的热或催化过程的产 品。适用的热裂化过程包括但不限制于焦化、热裂化和减粘裂化等及其组合。适用的催化 裂化过程的例子包括但不限于流化床催化裂化和重油催化裂化等及其组合。因此,适用的 催化裂化汽油包括但不限于焦化汽油、热裂化汽油、减粘裂化汽油、流化床催化裂化汽油和 重油裂化汽油及其组合。在某些情况下,在本发明方法中用作含姪流体时可在脱硫之前将 所述裂化汽油分傭和/或加氨处理。所述"柴油机燃料"意指沸程为17(TC至45(TC的姪混 合物或其任何傭分组成的液体。此类含姪流体包括但不限于轻循环油、煤油、直傭柴油、催 化裂化柴油和加氨处理柴油等及其组合。
[0072] 本发明中,所用术语"硫"代表任何形式的硫元素如含姪流体如裂化汽油或柴油机 燃料中常存在的有机硫化合物。本发明含姪流体中存在的硫包括但不限于氧硫化碳(COS)、 二硫化碳(CSz)、硫醇或其他喔吩类化合物等及其组合,尤其包括喔吩、苯并喔吩、烷基喔 吩、烷基苯并喔吩和烷基二苯并喔吩,W及柴油机燃料中常存在的分子量更大的喔吩类化 合物。
[0073] W下通过实施例对本发明作进一步说明。
[0074] 在W下实施例和对比例中,脱硫催化剂的组成按照投料计算得出。
[00巧]多晶X射线衍射狂畑)采用X射线衍射仪(Siemens公司D5005型)进行脱硫催 化剂的结构测定,化祀,K a福射,固体探测器,管电压40kV,管电流40mA。
[0076] 实施例1
[0077] 本实施例用于说明本发明的脱硫催化剂的制备方法。
[0078] (1)制备稀± -铅溶胶。将0. 783kg的四氯化铅(北京化工厂,分析纯)加入到 1. Okg的5重量%的硝酸(北京化工厂,化学纯)溶液中并揽拌比,得到无色透明的铅溶胶。 将0.化g的氧化铜(国药化学试剂公司,分析纯)溶于0.化g的去离子水溶液中后与铅溶 胶混合得到铜铅溶胶。
[0079] (2)制备载体。将2. 28kg的四氯化铅(北京化工厂,分析纯)缓慢加入到3.化g 的浓度5重量%的硝酸溶液中使抑=2. 0,并缓慢揽拌避免氧化铅晶体析出,得到无色透明 的铅溶胶;
[0080] 将1.73kg的的膨胀珍珠岩(催化剂南京分公司,含干基1.3kg)加入到0.化g 的2重量%的硝酸溶液中加热揽拌待温度降低到4(TC W下时,加入4. 05kg的氧化锋粉末 化ea化orse公司,纯度99. 7重量% ),0. 8kg的USY分子筛(催化剂齐鲁分公司,含干基 0.化g,娃铅原子摩尔比为9. 5 ;1)和3.化g的去离子水混合,再加入上述铅溶胶,再加入上 述铜铅溶胶,混合后揽拌1小时后得到载体混合物。
[0081] 将该载体混合物采用Niro Bowen Nozzle Tower?型号的喷雾干燥机进行喷雾干 燥,喷雾干燥压力为8. 5-9. 5MPa,入口温度50(TC W下,出口温度约为150°C。由喷雾干燥得 到的微球先在15(TC下干燥比,然后在65(TC下赔烧0.化得到载体。
[0082] (3)引入活性金属。将8.化g的载体用8. 92kg六水合硝酸媒(北京化学试剂公 司,纯度大于98. 5重量% )和1. 6kg去离子水的水溶液浸溃,得到的混合物经过25(TC干燥 化后,在空气气氛45(TC赔烧比即可制得催化剂前体。
[0083] (4)还原。将催化剂前体在40(TC的氨气气氛中还原化即可得到脱硫催化剂A1。
[0084] Al的化学组成为;氧化锋含量为40. 0重量%,氧化铅含量为5. 0重量%,二氧化 铅含量为12重量%,膨胀珍珠岩13. 0重量%,媒含量为18. 0重量%,氧化铜含量为5. 0重 量%,USY分子筛7. 0重量%。
[00财 Al进行多晶X射线衍射(X畑)表征,谱图见图1。谱图中在2 0为28. 3°、32. 8°、 47. r和55.8。处存在铜铅复合氧化物的立方晶系的特征峰,在2 0为28.6。、31.8°、 35. 7°、48. 6°、54. 8°和59. 9。处不存在氧化铅的四方晶系的特征峰,W及在20为 27.0°、31. 4°、44. 8°和53. 2。处不存在氧化铜的立方晶系的特征峰。说明脱硫催化剂 Al中氧化铅和氧化铜形成了铜铅复合氧化物结构。
[008引 实施例2
[0087] 本实施例用于说明本发明的脱硫催化剂的制备方法。
[0088] (1)制备稀±-铅溶胶。将1.17kg的氧氯化铅(Al化ich公司,分析纯,98. 5重 量% )加入到2. Okg的15重量%的盐酸溶液中并揽拌酸化比,形成无色透明的铅溶胶。将 0. 3kg的氧化饰(国药化学试剂公司,分析纯)加入铅溶胶中,揽拌混合均匀后滴加25重 量%氨水溶液直至成饰铅溶胶。
[0089] (2)制备载体。将3. 09kg的四氯化铁(北京化工厂
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