一种脱硫催化剂及其制备方法和烃油脱硫的方法_2

文档序号:9819695阅读:来源:国知局
少一种;4) 2-20重量%的氧化铅; 5)5-30重量%的活性金属,所述活性金属选自钻、媒、铁和儘中的至少一种;6) ^稀±氧化 物计的0. 5-15重量%的稀±金属氧化物;7) 1-30重量%的分子筛,所述分子筛为X型分子 筛、Y型分子筛和目分子筛中的至少一种;所述脱硫催化剂的XRD谱图中存在稀± -铅复 合氧化物的特征峰。
[0031] 优选地,W所述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%。
[0032] 本发明中,所述脱硫催化剂中稀±金属氧化物和氧化铅的含量可W有利于形成稀 ± -铅复合氧化物结构,从而更有利于加强氧化铅对第一金属氧化物与娃、铅组分相作用 的减弱效果,W提高脱硫催化剂的耐磨损性能、脱硫活性和产品汽油质量。
[0033] 根据本发明,所述第一金属氧化物为具有储硫性能的金属氧化物,优选地,所述第 一金属氧化物为氧化锋、氧化領、氧化饥、氧化银、氧化粗、氧化館、氧化钢和氧化鹤中的至 少一种;更优选地,所述第一金属氧化物为氧化锋、氧化钢和氧化饥中的至少一种;最优选 所述第一金属氧化物为氧化锋。
[0034] 根据本发明,所述脱硫催化剂中含有的稀±金属氧化物可W与氧化铅相结合,使 得脱硫催化剂可W具有稀± -铅复合氧化物的晶体结构。优选情况下,所述稀±金属氧化 物中的稀±元素选自 La、Ce、P;r、Nd、F*m、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E;r、Tm、孔和 Lu 中的至少一 种;优选所述稀±金属氧化物中的稀±元素为La、Ce、Pr和Nd中的至少一种。
[0035] 根据本发明,优选情况下,如图1所示,当稀±元素为铜,所述脱硫催化剂的XRD谱 图中存在2 0为28.3°、32. 8°、47.r和55. 8。的铜铅复合氧化物的立方晶系的特征峰 (JCPDS No. 52-0318);不存在2 0 为 28.6。、31.8。、35. 7。、48. 6。、54. 8。和 59.9。的 氧化铅的四方晶系的特征峰(JCPDSNo. 5-0561),不存在2 0为27. 0。、31.4°、44. 8°和 53. 2°的氧化铜的立方晶系的特征峰(JCPDS No. 4-0856)。
[0036] 根据本发明,优选情况下,如图2所示,当稀±元素为饰时,所述脱硫催化剂的XRD 谱图中存在2 0为28. 5。、33.r、47.4°、56. 3°和59.0。的饰铅复合氧化物的立方晶系 的特征峰(JCPDS No. 48-0059);不存在 2 0 为 28.6。、31.8。、35. 7。、48. 6。、54. 8。和 59.9°的氧化铅的四方晶系的特征峰,不存在2 0为28. 5。、33.r、47. 5°和56. 3。的氧 化饰的立方晶系的特征峰(JCPDS No. 03-065-2975)。
[0037] 根据本发明,优选情况下,如图3所示,当稀±元素为钦时,所述脱硫催化剂的XRD 谱图中存在2 0为28.3。、32.8°、47.0°、55.8°和58.5。的钦铅复合氧化物的立方晶 系的特征峰(JCPDS No. 47-0875);不存在 2 0 为 28. 6。、31.8。、35. 7。、48. 6。、54. 8。 和59.9。的氧化铅的四方晶系的特征峰,不存在2 0为26.8。、29.8°、30.8°、40. 5°、 47. 4°、53. 4°、57. 0°和57. 6°的氧化钦的立方晶系的特征峰(JCPDSNo. 6-0408)。
[0038] 本发明中,在脱硫催化剂中形成稀±-铅复合氧化物结构,可W促进氧化铅对第 一金属氧化物与娃、铅组分相作用的减弱效果,增加氧化锋的活性相,从而进一步促进脱硫 催化剂的脱硫活性。也可W克服脱硫催化剂磨损强度下降,导致的使用周期缩短的问题。另 夕F,形成的稀± -铅复合氧化物,可W提高汽油和柴油脱硫活性。使用含有稀± -铅复合氧 化物的脱硫催化剂还可W提高得到的脱硫产品汽油中异构化产物含量,可W提高产品汽油 的辛焼值。
[0039] 本发明中,在所述脱硫催化剂中,氧化铅可W减少脱硫催化剂在吸附与再生过程 中,第一金属氧化物与载体中的娃、铅组分的作用,减少生成第一金属的娃酸盐和/或铅酸 盐,从而保持第一金属氧化物的活性,提高脱硫催化剂的脱硫活性。
[0040] 根据本发明,所述活性金属用于促进含硫姪油中的含硫化合物的吸附和裂化,为 能够将氧化态的硫还原为硫化氨的金属。所述活性金属可W选自钻、媒、铁和儘中的至少一 种,更优选为钻和/或媒。
[0041] 根据本发明,所述非铅氧化物可W为所述脱硫催化剂中各组分之间提供粘结作 用,并避免所述脱硫催化剂在经历脱硫反应和再生过程时,铅粘结剂与第一金属氧化物形 成尖晶石结构而使所述脱硫催化剂的性能降低的缺陷。
[0042] 根据本发明,所述氧化娃源可W为所述脱硫催化剂中各组分之间提供粘结作用。 优选情况下,所述氧化娃源可W为纯氧化娃或氧化娃含量大于45重量%的天然矿物。优 选地,所述氧化娃源可W选自层柱粘±、娃藻±、膨胀珍珠岩、高岭±、娃质岩、水解氧化娃、 大孔氧化娃和硅胶中的至少一种。天然矿物中还可W含有其它组分如Al2〇3、K2〇、化0、Mg0、 Pe2〇3、Ti〇2等。本发明中,所述氧化娃源中含有的其他组分的量仍然算作氧化娃源的量。
[0043] 根据本发明,优选情况下,所述X型分子筛的娃铅原子摩尔比为1-3 ;1 ;所述Y型 分子筛的娃铅原子摩尔比可W为3-25 ;1。所述Y型分子筛还可W包括但不限于超稳Y型 分子筛扣SY),HY W及含磯USY(PUSY);所述目分子筛的娃铅原子摩尔比可W为10-40 ;1。
[0044] 本发明中,加入X型分子筛、Y型分子筛和目分子筛中的至少一种可W有促进姪 类芳构化通过增加芳姪的含量提高汽油产品辛焼值的作用或效果。
[0045] 本发明还提供本发明提供的脱硫催化剂的制备方法,该方法包括;(1)将氧化铅 的前身物、稀±金属化合物、水和酸性液体混合得到稀±-铅溶胶;(2)将非铅粘结剂、氧化 娃源、第一金属氧化物、分子筛、水和酸性液体混合形成浆液,并与所述稀± -铅溶胶接触 得到载体混合物,将所述载体混合物进行成型、第一干燥和第一赔烧,得到载体;(3)在所 述载体上引入活性金属的前体,并进行第二干燥和第二赔烧,得到催化剂前体;(4)将所述 催化剂前体在氨气气氛下还原,得到脱硫催化剂。
[0046] 根据本发明,所述氧化铅的前身物为氧化铅或者在所述第一赔烧的条件下能够转 变为氧化铅的物质。优选情况下,所述氧化铅的前身物选自四氯化铅、氧氯化铅、醋酸铅、水 合氧化铅和无定形氧化铅中的至少一种。
[0047] 根据本发明,优选情况下,所述稀±金属化合物可W选自稀±元素的醋酸盐、碳酸 盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐、氯化物和氧化物中的至少一种;优选地,所述稀±金属化合物 可W为稀±元素的碳酸盐、碳酸氨盐、甲酸盐和醋酸盐中的至少一种。其中,所述稀±元素 如上所述,不再一一赏述。
[0048] 本发明中,优选情况下,所述非铅粘结剂可W为二氧化铅粘结剂、二氧化铁粘结剂 和二氧化锡粘结剂中的至少一种。所述非铅粘结剂可W为二氧化铅、二氧化铁或二氧化锡, 或者在所述第一赔烧的条件下能够转变为二氧化铅、二氧化铁或二氧化锡的物质。具体地, 所述二氧化铅粘结剂可W为四氯化铅、氧氯化铅、醋酸铅、水合氧化铅和无定形二氧化铅中 的至少一种;所述二氧化锡粘结剂可W为四氯化锡、四异丙醇锡、醋酸锡、水合氧化锡和二 氧化锡中的至少一种;所述二氧化铁的前身物可W为在所述第一赔烧的条件下能够转变为 锐铁矿型二氧化铁的物质,所述二氧化铁粘结剂可W为四氯化铁、铁酸己醋、铁酸异丙醋、 醋酸铁、水合氧化铁和锐铁矿型二氧化铁中的至少一种。其中锐铁矿型二氧化铁经水解和 第一赔烧后仍然能够生成锐铁矿型二氧化铁。
[0049] 本发明中,所述活性金属的前体可W为在所述第二赔烧的条件下能够转变为活性 金属的氧化物的物质。优选情况下,所述活性金属的前体可W选自金属的醋酸盐、碳酸盐、 硝酸盐、硫酸盐、硫氯酸盐和氧化物中的至少一种。
[0050] 本发明中,所述第一金属氧化物、氧化娃源、分子筛和活性金属如前所述,在此不 再 赏述。
[0051] 根据本发明,所述脱硫催化剂的制备方法的步骤(1),通过制备稀±-铅溶胶,W 便通过步骤(2)形成稀±-铅复合氧化物结构。含有该结构的脱硫催化剂有利于实现本发 明的目的。
[0052] 本发明中,步骤(1)中得到所述稀±-铅溶胶可W有多种方法,可W为方法一,包 括W下步骤;(a)将氧化铅的前身物与酸性液体混合得到铅溶胶;化)将所述铅溶胶与稀± 金属化合物混合再与氨水溶液接触得到稀± -铅溶胶。还可W为方法二,包括W下步骤: (a)将氧化铅的前身物与酸性液体混合得到铅溶胶;化)将所述铅溶胶与稀±金属化合物 的水溶液混合得到稀± -铅溶胶。也可W为方法H,包括;将氧化铅的前身物、稀±金属化 合物和酸性液体混合得到稀±-铅溶胶。
[0053] 上述方法中,所述酸性液体为酸或酸的水溶液,所述酸选自可溶于水的无机酸和/ 或有机酸;所述酸可W为盐酸、硝酸、硫酸、磯酸、醋酸中的至少一种,所述酸性液体的用量 使稀± -铅溶胶的抑值为1-5,优选为1. 5-4。所述酸性液体的浓度可W为5-30重量%。 所述氨水溶液的浓度可W为10-30重量%。
[0054] 本发明中,步骤(2)中形成浆液可W有多种方法,一种优选的【具体实施方式】包括: (A)将非铅粘结剂、水与酸性液体接触得到胶液;度)将该胶液与第一金属氧化物、分子筛 混合形成浆液。另一种优选的【具体实施方式】包括:(I)将非铅粘结剂、氧化娃源分别用水和 酸性液体接触得到非铅粘结剂胶液和处理后的氧化娃源,再混合为酸化浆液;(II)将所述 酸化浆液与第一金属氧化物、分子筛混合形成浆液。其中所述酸性液体如上所述,所述酸性 液体的用量使所述胶液或所述酸化浆液的抑值小于6,优选小于4。
[0055] 根据本发明,步骤(2)中所述成型可W将所述载体混合物成型为挤出物、片、丸 粒、球或微球状颗粒。例如,所述载体混合物为捏塑体或膏状混合物时,可使所述载体混合 物成型(优选挤出成型)形成颗粒,优选直径在l-8mm,长度在2-5mm的圆柱形挤出物,然 后使所得的挤出物进行干燥、赔烧。如果所得载体混合物为湿混合物形式,可使该混合物稠 化,经过干燥后成型。更优选载体混合物为浆液形式,通过喷雾干
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