柴油加氢改质催化剂及其制备方法_2

文档序号:8350193阅读:来源:国知局
1,其中 0 < Xl < x2 < 1。
[0018] 本发明加氢改质催化剂中,活性金属组分在催化剂颗粒横截面上的浓度分布优选 如下:Ni cZNi1 > Nixl^i1 > NiVNi1 > 1,其中 0 < Xl < X2 < 1。
[0019] 本发明加氢改质催化剂中,在催化剂颗粒横截面上,沿所述直线线段从最外缘点 到中心点,活性金属组分浓度分布如下:Co的浓度基本上逐渐增加,Ni的浓度基本上逐渐 减少,Mo的浓度基本上为均匀分布。
[0020] 本发明中,所述"沿着所述直线线段基本上逐渐减少(或逐渐增加)"指的是所述活 性金属元素的浓度分布沿着所述直线线段在从最外缘点至中心点的整个区间内总体上呈 现逐渐减少(或逐渐增加)的趋势,但允许存在一个或多个局部区间;在该局部区间内,所述 活性金属元素的浓度分布沿着所述直线线段呈现出不同的趋势(比如维持恒定和/或逐渐 增加(或逐渐减少)和/或无序状态)。前提是,这类局部区间的存在对于本领域技术人员而 言是可以容忍或可以忽略的,或者对于本领域的技术发展水平而言是不可避免的,而且这 些局部区间的存在并不影响本领域技术人员将所述活性金属元素在所述整个区间内的浓 度分布依然判定为"总体上呈现逐渐减少(或逐渐增加)的趋势"。另外,该局部区间的存在 并不影响本发明预期目的的实现,是可以接受的,并且也包含在本发明的保护范围之内。
[0021] 本发明中,所述"Mo的浓度基本上为均匀分布"指的是Mo在每个所述催化剂颗粒 的整个横截面上的浓度分布是均匀一致的,但允许存在对于本领域技术人员而言可以容忍 或可以忽略或者对于本领域的技术发展水平而言不可避免的浓度分布波动(偏差)。举例而 言,比如,此时Mo cZMo1处于1 ±5%范围内且MonZMo1处于1 ±5%范围内,优选MocZMo1处于 1 ± 2%范围内且MonZMo1处于1 ± 2%范围内。该浓度分布波动并不影响本发明预期目的的 实现,是可以接受的,并且也包含在本发明的保护范围之内。
[0022] 本发明中,所述加氢改质催化剂是(实心)颗粒状的,而不是粉末等无定形状态。作 为所述颗粒的形状,可以举出本领域加氢改质催化剂常规使用的各种形状,比如可以进一 步举出球形、柱状等,其中优选球形或柱状。作为所述球形,比如可以举出圆球形和椭球形 等;作为所述柱状,比如可以举出圆柱状、方柱状和异型截面(比如三叶草、四叶草等)柱状 等。所述的加氢改质催化剂的粒度为3~8mm,优选为3~5mm。
[0023] 本发明中,所述"催化剂颗粒的横截面"指的是沿着一个催化剂颗粒的最小尺寸方 向通过其形状的几何中心切割后暴露的整个表面。比如,在所述催化剂颗粒为球形时,所述 横截面指的是沿着该球的半径或短轴方向通过其球心切割后暴露的整个表面(比如参见图 1)。或者,在所述催化剂颗粒为柱状时,所述横截面指的是垂直于该柱的长度尺寸方向通过 该长度尺寸的中心点切割后暴露的整个表面(比如参见图2)。本发明中,将所述暴露表面的 外周称为该横截面的最外缘,将所述几何中心(比如前述的球心或长度尺寸的中心点)称为 该横截面上的中心点。
[0024] 本发明的加氢改质催化剂,以催化剂的重量为基准,载体的含量为46wt % ~87wt%,优选为46%~80%,进一步优选为余量,Ni以NiO计的含量为Iwt%~8wt%,Mo 以]?〇03计的含量为10¥七%~40¥七%,(:〇以(:〇0计的含量为0.5¥七%~6¥七%;以催化剂载 体的重量为基准,分子筛的含量为3%~35%,氧化铝的含量为65%~97%。
[0025] 本发明的加氢改质催化剂中,位于催化剂颗粒横截面最外缘点处的Co的浓度与 中心点处Co的浓度比(摩尔比)即Co cZCo1为0. 08~0. 80,位于催化剂颗粒最外缘点处的 Ni的浓度与中心点处Ni的浓度比(摩尔比)即NicZNi1为1. 2~7. 0。
[0026] 本发明的加氢改质催化剂中,所述的分子筛为Y型分子筛和/或β分子筛。以催 化剂载体的重量为基准,分子筛的含量为3%~35%,氧化铝的含量为65%~97%。其中所述的 分子筛为氢型分子筛。其中β分子筛优选性质如下:比表面积450m 2/g~750m2/g,总孔容 0· 30ml/g ~0· 45ml/g,SiO2Al2O3 摩尔比 40 ~100,红外酸量 0· 1 ~0· 5mmol/g,骨架铝 / 非骨架铝的摩尔比为5~20, B酸/L酸为0. 30~0. 50, Na2O彡0. 15wt%。本发明β分子 筛可采用现有方法制备。本发明中,SiO2Al2O 3摩尔比采用化学法测定,红外酸量、B酸和L 酸采用吡啶吸附红外光谱法测定,其中红外酸量为B酸和L酸酸量的和。氧化钠含量采用 离子发射光谱法测定。骨架铝及非骨架铝含量采用NMR法测定。
[0027] 本发明的加氢改质催化剂中,载体中可以不含助剂组分,也可以含助剂组分,其中 助剂组分可以为氟、硅、磷、钛、锆、硼等中的一种或多种,助剂组分以元素计在载体中的含 量在30wt%以下,优选20wt%以下。所述载体可以采用常规方法制备,比如混捏法等。
[0028] 本发明的加氢改质催化剂的性质如下:比表面积为100~260 m2/g,优选为 120~220 m2/g,孔容为 0· 20 ~0· 60mL/g,优选为 0· 2~0· 5 mL/g。
[0029] 本发明的加氢改质催化剂中,含有有机物B,所述的有机物B为碳原子数为2~20的 含氮有机化合物、含硫有机化合物和含氧有机化合物中的一种或几种。
[0030] 本发明的加氢改质催化剂中含有的有机物即有机物A和/或有机物B,与Mo原子 摩尔比为〇· 002 :1~2. 0 :1,优选为(λ 02 :1~L 5 :1,进一步优选为0· 02 :1~L 0 :1。
[0031] 所述含氮有机化合物为至少包含一个共价键氮原子的有机物,含氮有机化合物 中碳原子数为2~20,具体如乙二胺、己二胺等中的一种或多种,优选为除包含至少一个共价 键的氮原子外,还至少包含一个羟基或羧基部分的有机化合物,如:乙醇胺、二乙醇胺、三乙 醇胺,乙二胺四乙酸(EDTA)、氮川三乙酸(NTA)和环乙二胺四乙酸等中的一种或多种。
[0032] 所述含硫有机化合物为至少包含一个共价键硫原子的有机物,含硫有机化合物中 碳原子数一般为2~20。如磺酸类(通式R - SO3H)其中的R为含2~20个碳原子的烷基,如 苯磺酸、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸等中的一种或多种。含硫有机化合物中可以含有一个 或多个竣基、撰基、醋、酿、羟基、疏基的基团取代,如疏基乙酸、疏基丙酸、-疏基丙醇等中 的一种或多种。除上述含硫化合物外,可以包含砜和亚砜类化合物,如二甲基亚砜、二甲基 砜等中的一种或多种。
[0033] 所述含氧有机化合物为至少含有一个碳原子和一个氧原子的有机物。优选包含至 少两个氧原子和两个碳原子的有机化合物,含氧有机化合物碳原子数优选为2~20。含氧部 分可为羧基、羰基、羟基部分或它们的组合。这些物质可为酸类、醇类、醚类、糖类、酮类、酚 类、醛类和脂类中的一种或多种。进一步优选如下:醋酸、草酸、丙二酸、酒石酸、苹果酸、柠 檬酸、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丁二醇、四甘醇、聚乙二 醇、葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖等中的一种或多种。
[0034] 本发明提供的加氢改质催化剂的制备方法,包括: A、 采用不饱和浸渍法,用含有吸附剂I的润湿液浸渍载体,吸附剂I的用量占载体重量 的0. 1%~10. 0%,其中所述的吸附剂I为有机羧酸以及其盐类中的一种或多种; B、 用含有Co的浸渍溶液浸渍步骤A所得物,经过干燥和焙烧,得到催化剂中间体, C、 用含有吸附剂II的溶液浸渍催化剂中间体,经干燥,得到含吸附剂II的催化剂中间 体,吸附剂Π 的用量占载体重量的0. 1%~10. 0%,所述的吸附剂II为数均分子量为400~ 10000的多元醇,所述的浸渍采用饱和浸渍或过量浸渍; D、 用含有Ni的浸渍溶液浸渍步骤C所得物,经过干燥,得到加氢改质催化剂; 其中活性金属Mo在步骤A之前、步骤B之后且在步骤C之前中的至少一步引入加氢改 质催化剂中。
[0035] 本发明方法中,载体可以采用常规方法制备,分子筛可以在氧化铝混捏过程中引 入,也可以在氧化铝制备过程中引入。
[0036] 所述的吸附剂I为有机羧酸以及其盐类中的一种或多种。所述的有机酸包括醋 酸、草酸、乳酸、丙二酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、三氯乙酸、一氯乙酸、巯基乙酸、巯基丙酸、 乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、环乙二胺四乙酸等中的一种或多种。有机羧酸盐优选为上述有 机羧酸的铵盐中的一种或多种。
[0037] 所述的吸附剂II为数均分子量为400~10000
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