制备加氢脱芳烃催化剂的方法_2

文档序号:8504892阅读:来源:国知局
/Al20 3摩尔比为5. (T9. 0, 优选6. 0~9. 0,进一步优选为7. 0~8. 0,晶粒平均直径为200~700nm,优选300~500nm ; 比表面800~1000 m2/g,优选为850~950 m2/g,孔容(λ 30/~(λ 45mL/g,相对结晶度为 90%~130%,晶胞参数为2. 460~2. 470nm,经650°C空气中焙烧3小时后相对结晶度一 般为85%以上,优选为90%~110%,经700°C水蒸汽水热处理2小时后相对结晶度一般为 85%以上,优选为90%~110%。
[0018] 步骤(2)中,将小晶粒NaY分子筛与碱的水溶液打浆混合均匀,并维持60~120°C 的温度条件下搅拌处理1~4h,过滤、水洗。其中所用的碱为NaOH、KOH或NaOH和KOH的 混合物。碱的水溶液的浓度一般为〇. 1~3 mol/L,浆液中分子筛的浓度为0. 05~1.0 g/ HlLo
[0019] 步骤(4)中,在水介质中加入小晶粒NH4NaY (固液重量比1 :4~1 :8),搅拌并升温 到90~120°C,然后滴加入六氟硅酸铵水溶液,在滴加完毕后恒温搅拌1~2小时,分离分 子筛和副产物,并过滤、干燥。六氟硅酸铵水溶液的浓度10 wt°/T40wt%,六氟硅酸铵加入量 为小晶粒NH4NaY分子筛的10 wt%~50wt%。
[0020] 步骤(5)中,所述的水热处理的条件如下:处理温度控制在500~750°C,优选控制 在600~700°C,压力为0· 01~0· 50MPa,优选为0· 05~0· 30MPa,处理时间为I. 0~4. 0 小时。
[0021] 步骤(6)中,将水热处理后的分子筛与酸和含NH4+的盐组成的混合溶液接触,交换 分子筛中的Na+和脱除分子筛中的部分非骨架铝,其中的酸可以是盐酸、碳酸、硝酸、硫酸中 的一种或多种,含NH4+的盐是含以上酸根的铵盐中的一种或多种;混合溶液中H+的浓度为 0. 05~0. 6mol/L,NH4+的浓度为0. 5~3. Omol/L,交换温度为70~120°C,交换浆液中分 子筛的浓度为〇. 1~〇. 5g / mL,交换时间为0. 5~3. 0小时,交换步骤可重复进行1~4 次。然后除去母液,用水洗涤,干燥。
[0022] 本发明的改性Y分子筛制备方法中其它操作步骤,如铵盐交换可以采用本领域常 规的操作方法和条件。步骤(3)采用铵盐交换的方法,具体如下:以NaY分子筛为原料,用 可溶性铵盐的水溶液在70~120°C,最好是80~KKTC下交换0. 5~3. 0小时,Y分子筛 在交换浆液中的浓度为〇. 05~0. 50g / mL,重复交换1~5次,滤去母液,洗涤,干燥。铵 盐如氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、醋酸铵、草酸铵、柠檬酸铵等中的一种或多种,铵盐溶 液的浓度为〇· 5~5. Omol/L。
[0023] 本发明所述的小晶粒Y型分子筛,其性质如下:Si02 / Al2O3摩尔比为40~120, 晶粒平均直径为200~700nm,优选300~500nm,相对结晶度彡95%,优选为95%~120%,晶 胞常数2. 425~2. 435nm,比表面积为900~1200m2 / g,孔容为0· 5~0· 80mL/g,L 7~ 1011111的二次孔所占的孔容为总孔容的50%以上,优选为50%~80%,进一步优选为55%~75%。
[0024] 所述的加氢脱芳烃催化剂中,Pt的含量为0. lwt%~0. 5wt%,Pd含量为0. 3wt%~ 0. 8wt%〇
[0025] 所述的加氢脱芳烃催化剂载体中,以载体的重量为基准,其组成包括:小晶粒Y型 分子筛的含量为5wt %~40wt%,优选为IOwt %~25wt%,无定形硅铝的含量为20 wt %~ 65 wt%,优选为30%~60 wt%,氧化错的含量为10 wt%~40 wt%,优选为15 wt%~ 30 wt%。
[0026] 本发明所用粘合剂是由小孔氧化铝和无机酸和/或有机酸制成。所用的小孔氧化 铝孔容为0. 3~0. 5 mL / g,比表面积为200~400m2 / g。
[0027] 本发明催化剂载体中,与小晶粒Y分子筛和粘合剂混合所用的无定形硅铝可由共 沉淀法或接枝共聚法制备,按文献中常规方法制备即可。制得的无定形硅铝中SiO2的重 量含量为20%~60%,优选为25%~40%,无定形硅铝的孔容为0. 6~I. I mL/g,优选为 0· 8~I. 0 mL/g,比表面积为300~500 m2/g,优选为350~500 m2/g。
[0028] 本发明催化剂制备方法中,引入金属Pt和Pd的方法采用浸渍法。本发明将无定 形硅铝和Y型分子筛的复合物与粘合剂混捏、成型,经干燥和焙烧得载体,然后采用浸渍法 负载Pt和Pd后,经干燥和焙烧,得到加氢脱芳烃催化剂。其中,催化剂可根据实际需要进 行成型,形状可为圆柱条、三叶草等。所述载体条经8(Tl50°C干燥:TlO小时,在50(T600°C 焙烧:Γ6小时。所述的浸渍法可采用饱和浸渍或过量浸渍的方法,浸渍金属Pt和Pd后,催 化剂进行干燥和焙烧的条件如下:在10(Tl50°C干燥1~12小时,在45(T550°C下焙烧3~6小 时。上述催化剂制备过程及条件均是本领域技术人员熟知的。
[0029] 本发明催化剂特别适于加氢脱芳烃的过程,特别适合于含重芳烃的环烷基高粘度 白油、溶剂油及加氢裂化尾油的加氢脱芳烃和脱色过程,可以获得良好的使用效果。
[0030] 本发明催化剂在处理环烷基油时,反应条件一般在氢气存在条件下,反应压力最 好l(T20MPa,氢油体积比500~2000,液时体积空速0. 5~7. Oh-1,反应温度18(T250°C。
[0031] 本发明加氢脱芳烃催化剂由于采用小晶粒Y型分子筛作为酸性组分,该分子筛具 有高硅铝比、高结晶度、二次孔多、大比表面积的特点,与无定形硅铝以及加氢活性金属组 分Pt和Pd相配合,不仅促进了芳烃加氢饱和活性的发挥,更有利于芳烃的选择性开环,而 且有利于反应产物的扩散,容炭能力也大为增强,提高催化剂的活性、选择性和稳定性。该 催化剂特别适宜作为环烷基原料,尤其是粘度高、稠环芳烃含量高的环烷基原料的加氢脱 芳烃反应中。
[0032] 本发明提供的制备方法具有如下优点:由于本发明处理的NaY型分子筛原料的硅 铝比较高,结晶度高,稳定性好,所以经后续的碱洗、铵交换、脱铝补硅、水热处理和用酸与 铵盐的混合溶液处理,这样有利于提高分子筛的二次孔所占的比例,而且由于原料的特殊 性使分子筛经过水热处理而仍然保持良好的稳定性,而不影响最终分子筛的稳定性。用本 发明提供的方法制备的小晶粒Y型分子筛在获得较高的SiO2Al2O3摩尔比的同时,二次孔 所占的比例较高,而且保持了 Y型分子筛的稳定性,分子筛具有较高的比表面积和较高的 结晶度。采用该小晶粒Y型分子筛与无定形硅铝混捏成型,然后再浸渍负载活性金属Pt和 Pd,更有利于催化剂加氢活性组分与载体组分的相互配合,提高催化剂的活性、稳定性、目 的产品选择性。
【具体实施方式】
[0033] 为了更好地说明本发明,下面结合实施例和对比例来进一步说明本发明。但本发 明的范围不只限于这些实施例的范围。本发明分析方法:比表面积、孔容采用低温液氮物理 吸附法,相对结晶度和晶胞参数采用X光衍射法,硅铝摩尔比采用化学法,分子筛的晶粒大 小采用SEM(扫描电子显微镜)的方式测定。wt%为质量分数。
[0034] 实施例1 本实施例是制备原料小晶粒NaY型分子筛 NY-I的制备 (1)导向剂的制备:取8 g氢氧化钠固体溶解在80g水中,加入偏铝酸钠2. 5 g(Al203含量为45wt %,Na2O含量为41wt%),然后再加入40g水玻璃(SiO2含量为28wt %,Na2O含 量为8 wt% ),混合均匀后在18°C搅拌陈化4小时制得导向剂。
[0035] (2)无定形硅铝前驱物的制备 将固体铝酸钠配制成0.3L浓度为100g Al2O3/L铝酸钠工作溶液(a)。将浓氨水加入 适量蒸馏水稀释成约l〇wt%稀氨水(b)。取含Si0228wt%的硅酸钠溶液,再稀释成0. 5L浓 度为140g Si02/L硅酸钠工作溶液(c)。取一 5升的钢制反应罐,罐中加入0.5升蒸馏水并 搅拌加热至70°C后,同时打开分别存有(a)、(b)和(c)硫容器的阀门,控制(a)和(c)的流 量以使中和反应时间在40分钟,并迅速调整(b)的流量使体系的pH值保持在7~8,并控 制体系的温度在60°C左右。硫酸铝反应完成后,停止加入(b),(c)的加入量为0. 17L,生成 的娃错溶I父稳定20分钟后,继续加入(c)0. 33L,10分钟内加完,开始体系的老化过程,保持 pH值在8. 0,温度60°C,老化30分钟。
[0036] (3)凝胶的制备 在步骤(2)所得到的浆液中加入IL H20、140g Si02/L硅酸钠工作溶液0.6L和步骤(1) 制备的导向剂l〇〇g,凝胶的PH值为11. 5,控制反应温度15°C,均匀搅拌30分钟,静化2. 5 小时。
[0037] (4)晶化 将步骤(2)所得到的凝胶倒入不锈钢反应釜中,在75°C搅拌晶化5小时,然后升温至 ll〇°C,搅拌晶化7小时,然后过滤、洗涤、干燥得NaY分子筛产品NY-1,性质列于表1。
[0038] NY-2 的制备 (1)导向剂的制备:取10 g氢氧化钠固体溶解在90g水中,加入偏铝酸钠3 g(Al203含 量为45wt %,Na2O含量为41wt%),然后再加入50g水玻璃(SiO2含量为28wt %,Na2O含量 为8 wt% ),混合均匀后在20°C搅拌陈化4小时制得导向剂。
[0039] (2)无定形硅铝前驱物的制备 将固体硫酸铝配制成0.5L浓度为80g Al2O3/L硫酸铝工作溶液(a)。将浓氨水加入适 量蒸馏水稀释成约l〇wt%稀氨水(b)。取含Si0228wt%的硅酸钠溶液,再稀释成0. 4L浓度 为150g Si02/L硅酸钠工作溶液(c)。取一 5升的钢制反应罐,罐中加入0.5升蒸馏水并搅 拌加热至70°C后,同时打开分别存有(a)、(b)和(c)容器的阀门,控制(a)和(c)的流量以 使中和反应时间在40分钟,并迅速调整(b)的流量使体系的pH值保持在7~8,并控制体 系的温度在60°C左右。硫酸铝反应完成后,停止加入(b),(c)的加入量为0. 2L,生成的硅 铝溶胶稳定20分钟后,继续加入(c)0. 2L,10分钟内加完,开始体系的老化过程,保持pH值 在8. 0,温度60°C,老化30分钟。
[0040] (3)凝胶的制备 在步骤(2
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