CN110064417B - 一种连续重整催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种连续重整催化剂及其制备方法,所述方法包括以下步骤:步骤1,制备含锡的氧化铝载体;步骤2,配制浸渍液,该浸渍液中包括含铂化合物、竞争吸附剂和含氮化合物;步骤3,浸渍步骤1的载体并蒸干浸渍液,蒸干温度为50~60℃,以及步骤4,催化剂干燥、活化、还原,得到多金属重整催化剂。得到的重整催化剂以载体为基准计算包含组分:Pt 0.01~0.4质量%,Sn 0.01~0.6质量%,Cl 0.3~3.0质量%,所述催化剂由氢氧滴定法测得Pt的分散度≥90%。该催化剂用于烃类催化重整反应,具有较好的活性和选择性,且积炭速率较低。
Description
技术领域
本发明为一种重整催化剂及制备方法,具体地说,是一种Pt-Sn连续重整催化剂及制备方法。
背景技术
催化重整是石油加工的重要生产工艺之一,其主要目的是生产高辛烷值汽油、BTX芳烃以及廉价的氢气。随着汽柴油质量升级及加氢技术快速发展,催化重整在炼油化工行业中的地位越来越重要。目前,工业上最常采用的重整催化剂是用于半再生重整工艺的Pt-Re/A12O3催化剂和用于连续再生重整工艺的Pt-Sn/A12O3。重整催化剂是双功能催化剂,同时具有加氢-脱氢的金属功能和酸性功能。重整催化剂中Pt为金属功能活性中心,Cl通过诱导作用增强氧化铝表面酸性,Sn对载体酸性和Pt的电子性质均有调变作用。
通常衡量催化剂性能的指标包括活性、选择性及稳定性。对于重整催化剂而言,活性为在给定原料和反应条件下所得产物辛烷值的大小,或者是在给定辛烷值下反应温度的高低;选择性是指在给定的活性水平下,芳烃的产率或者C5 +汽油产品的收率;稳定性是指单位时间或单位处理量下催化剂活性或选择性的变化。高性能的重整催化剂应具有较高的活性和选择性,以及较高的稳定性。
US3883419中介绍了采用分步浸渍法制备Pt-Sn催化剂。
US3929683中介绍了采用含Sn的氧化铝载体制备Pt-Sn催化剂。
CN95117453公开了采用含Sn的氧化铝载体制备Pt-Sn-Ti催化剂。
CN200780047703、US4964975、US6600082B2和US6605566B2描述了在催化重整或脱氢法中可使用的含铂和锡的催化剂。
CN201410532430公开了一种Pt-Sn双金属重整催化剂及制备方法,所述催化剂外壳区域内的平均锡浓度为中心区域平均锡浓度的1.0~2.0倍,即锡元素在催化剂中非均匀分布。
CN200910157856公开一种双金属重整催化剂制备方法,以多元羧酸如柠檬酸为竞争吸附剂,催化剂中Pt为“蛋黄”分布,Sn为均匀分布。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续重整催化剂及其制备方法,以解决现有技术中催化剂中金属组元与载体的相互作用不强,金属组元易聚集的问题。催化剂具有较好的活性、选择性和稳定性。
为实现上述目的,本发明提供一种连续重整催化剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,制备含锡的氧化铝载体;
步骤2,配制浸渍液,该浸渍液中包括含铂化合物、竞争吸附剂和含氮化合物;
步骤3,浸渍步骤1的载体并蒸干浸渍液,蒸干温度为50~60℃,以及
步骤4,催化剂干燥、活化、还原。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤1中,以干基氧化铝为基准,Sn的含量为0.01~0.6质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤2中,所述铂化合物为氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸铵、四氯化铂、硝酸铂、氯化四氨合铂和氢氧化四氨合铂中的一种或几种,铂化合物中铂含量以干基氧化铝为基准计为0.01~0.4质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤2中,所述竞争吸附剂是盐酸、硝酸、氢氟酸、三氯乙酸和柠檬酸中的一种或几种,竞争吸附剂中氯含量以干基氧化铝为基准计为0.3~3.0质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤2中,所述含氮化合物为尿素,以氧化铝载体的总质量为基准,所述含氮化合物的含量为0.01~5.0质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤3中,浸渍为饱和浸渍或过饱和浸渍,浸渍液与载体的液固体积比为0.5~3,浸渍过程为静态或动态,浸渍温度为10~50℃,浸渍时间为0.1~4小时。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤3中,采用真空干燥方法蒸干浸渍液,真空干燥压力0.001~0.08MPa,真空干燥温度为50~60℃。本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤4中,活化气氛为空气,活化温度为200~650℃,活化时间为0.5~10小时。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤4中,活化过程中,向催化剂床层注入水和氯气或水和含氯的有机物,水与氯元素摩尔比为(10~120):1。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤4中,还原气为氢气或CO,还原温度为200~650℃,还原时间为0.5~8小时。
为实现上述目的,本发明还提供一种上述的连续重整催化剂的制备方法制备的催化剂,包括以下组分:以载体质量为基准计,Pt 0.01~0.4质量%、Sn 0.01~0.6质量%和Cl 0.3~3.0质量%,由氢氧滴定法测得Pt的分散度≥90%。
本发明的有益效果:
本发明在浸渍液中引入尿素,增强了金属组元与载体的相互作用,金属组元不易聚集,催化剂铂原子簇粒径较小,减少重整反应过程中,氢解副反应的发生,氢解副产物甲烷少,产品芳烃选择性高。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例,下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。
本发明提供一种连续重整催化剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,制备含锡的氧化铝载体;
步骤2,配制浸渍液,该浸渍液中包括含铂化合物、竞争吸附剂和含氮化合物;
步骤3,浸渍步骤1的载体并蒸干浸渍液,蒸干温度为50~60℃,以及
步骤4,催化剂干燥、活化、还原,得到多金属重整催化剂。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤1中,氧化铝载体可以通过滚球或滴球法制备,可以先制备球形氧化铝载体,然后通过浸渍方法引入Sn元素,也可以在球形载体制备过程中,如滚球或制备滴球胶体时引入Sn元素,优选在滴球胶体中引入Sn元素,以干基氧化铝为基准添加Sn的含量为0.01~0.6质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤2中,所述铂化合物为氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸铵、四氯化铂、硝酸铂、氯化四氨合铂和氢氧化四氨合铂中的一种或几种,铂化合物中铂含量以干基氧化铝为基准计为0.01~0.4质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤2中,所述竞争吸附剂是盐酸、硝酸、氢氟酸、三氯乙酸和柠檬酸中的一种或几种,优选三氯乙酸、盐酸或盐酸与三氯乙酸的组合,竞争吸附剂中氯含量以干基氧化铝为基准计为0.3~3.0质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤2中,所述含氮化合物为尿素,以氧化铝载体的总质量为基准,所述含氮化合物的含量为0.01~5.0质量%。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤3中,浸渍为饱和浸渍或过饱和浸渍,浸渍液与载体的液固体积比为0.5~3,浸渍过程为静态或动态,所述的动态指浸渍过程中旋转浸渍容器,优选动态浸渍。浸渍温度为10~50℃,浸渍时间为0.1~4小时。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤3中,采用真空干燥方法蒸干浸渍液。真空干燥压力0.001~0.08MPa,真空干燥温度为50~60℃。需要严格控制真空干燥温度,真空干燥温度高于75℃,会导致尿素水解,使pH值升高,使金属组元发生聚集。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤4中,活化气氛为空气,活化温度为200~650℃,优选450~550℃,活化时间为0.5~10小时,优选1~4小时。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤4中,活化过程中,向催化剂床层注入水和氯气或水和含氯的有机物,水与氯元素摩尔比为(10~120):1。
本发明所述的连续重整催化剂的制备方法,步骤4中,还原气为氢气或CO,还原温度为200~650℃,优选400~580℃,还原时间为0.5~8小时,优选1~4小时。
为实现上述目的,本发明还提供一种上述的连续重整催化剂的制备方法制备的催化剂,包括以下组分:以载体质量为基准计,Pt 0.01~0.4质量%、Sn 0.01~0.6质量%和Cl 0.3~3.0质量%,由氢氧滴定法测得Pt的分散度≥90%。
本发明催化剂适用于石脑油的连续重整过程,生产高汽油辛烷值汽油调和组分或芳烃。所述的石脑油富含环烷烃和链烷烃,选自按ASTM D-86方法测定,初馏点为40~80℃、终馏点为160~220℃的全沸程汽油,馏程为60~150℃的轻石脑油,或馏程为100~200℃的重石脑油。适用的重整原料为直馏汽油、加氢裂化重石脑油、热裂化或催化裂化的汽油馏份以及费托合成汽油。
本发明催化剂用于催化重整反应过程所采用的绝对压力为100KPa~7MPa,优选0.35~2.5MPa;反应温度为315~600℃,优选425~565℃;氢气/烃摩尔比为1~20、优选2~10;液时空速(LHSV)为0.1~10小时-1,优选1~5小时-1。
重整过程在基本无水的条件下进行。原料在进入转化区时含水量应小于50ppm,最好小于20ppm。重整原料中的水可通过常规的吸附剂,如分子筛进行干燥,也可以通过分馏装置进行适当的汽提操作来调节。也可将吸附干燥和汽提干燥结合,来排除原料中的水。
以下通过具体实施例对本发明做具体说明。
催化剂中Pt、Sn的含量用X光荧光法测定,氯含量用电极法测定。
实施例1
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.30质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.28%、3%和0.6%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.5,浸渍温度为25℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在520℃空气中活化6小时,在500℃用氢气还原2小时制得催化剂A,A的组成见表1。
实施例2
按实施例1的方法制备催化剂B,不同的是载体中Sn含量相对干基氧化铝为0.24质量%,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.25%、1.9%和1.2%。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.24质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.25%、1.9%和1.2%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.5,浸渍温度为25℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在520℃空气中活化6小时,在500℃用氢气还原2小时制得催化剂B,B的组成见表1。
实施例3
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.41质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、三氯乙酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、三氯乙酸、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.35%、5%、1.2%和4%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.8,浸渍温度为15℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,50℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体空气气氛中在220℃中活化7小时,在480℃中活化3小时,在480℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为20:1比例注入水和四氯化碳,空气活化结束后在480℃用氢气还原4小时制得催化剂C,C的组成见表1。
实施例4
按实施例2的方法制备催化剂D,不同的是浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.15%、1.5%和0.02%。浸渍液与载体的液/固比为1.1。浸渍温度为45℃,浸渍时间2小时。空气活化温度为550℃,活化时间2小时。氢气还原温度300℃,还原时间6小时。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.24质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.15%、1.5%和0.02%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.1,浸渍温度为45℃,浸渍时间2小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在550℃空气中活化2小时,在300℃用氢气还原6小时制得催化剂D,D的组成见表1。
实施例5
按实施例1的方法制备催化剂E,不同的是载体中Sn含量相对干基氧化铝为0.12质量%,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.12%、3%和3.2%。浸渍液与载体的液/固比为1.4。浸渍温度为30℃,浸渍时间1小时。空气活化温度为560℃,活化时间4小时,在560℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为40:1比例注入水和四氯乙烯。氢气还原温度560℃,还原时间0.5小时。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.12质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.12%、3%和3.2%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.4,浸渍温度为30℃,浸渍时间1小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在560℃空气中活化4小时,在560℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为40:1比例注入水和四氯乙烯。在560℃用氢气还原0.5小时制得催化剂E,E的组成见表1。
实施例6
按实施例1的方法制备催化剂F,不同的是载体中Sn含量相对干基氧化铝为0.05质量%,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.04%、1%和1%。浸渍液与载体的液/固比为2.5。浸渍温度为50℃,浸渍时间1.5小时。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.05质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.04%、1%和1%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为2.5,浸渍温度为50℃,浸渍时间1.5小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在520℃空气中活化6小时,在500℃用氢气还原2小时制得催化剂F,F的组成见表1。
实施例7
按实施例5的方法制备催化剂G,不同的是浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.08%、1.4%和0.17%。浸渍液与载体的液/固比为3。空气活化温度为500℃,活化时间8小时,在500℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为110:1比例注入水和二氯乙烷。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.12质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.08%、1.4%和0.17%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为3,浸渍温度为30℃,浸渍时间1小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在500℃空气中活化8小时,在500℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为110:1比例注入水和二氯乙烷。在560℃用氢气还原0.5小时制得催化剂G,G的组成见表1。
实施例8
按实施例2的方法制备催化剂H,不同的是浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.18%、2.7%和0.07%。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.24质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.18%、2.7%和0.07%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.5,浸渍温度为25℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在520℃空气中活化6小时,在500℃用氢气还原2小时制得催化剂H,H的组成见表1。
实施例9
按实施例2的方法制备催化剂I,不同的是浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.21%、2.2%和2.3%。具体为:
取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.24质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.21%、2.2%和2.3%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.5,浸渍温度为25℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,60℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体在520℃空气中活化6小时,在500℃用氢气还原2小时制得催化剂I,I的组成见表1。
对比例1
按实施例3制备催化剂,不同的是浸渍液中不加尿素。制得催化剂P组成见表1。
具体为,取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.41质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、三氯乙酸、盐酸的浸渍液,浸渍液中铂含量、三氯乙酸、盐酸含量相对干基氧化铝质量分别为0.35%、5%、1.2%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.8,浸渍温度为15℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,50℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体空气气氛中在220℃中活化7小时,在480℃中活化3小时,在480℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为20:1比例注入水和四氯化碳,空气活化结束后在480℃用氢气还原4小时制得催化剂P,P的组成见表1。
对比例2~3
按对比例1制备催化剂,不同的是不同的是真空干燥温度分别为80及90℃,制得催化剂Q、R组成见表1。具体为:
催化剂Q:取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.41质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、三氯乙酸、盐酸的浸渍液,浸渍液中铂含量、三氯乙酸、盐酸含量相对干基氧化铝质量分别为0.35%、5%、1.2%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.8,浸渍温度为15℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,80℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体空气气氛中在220℃中活化7小时,在480℃中活化3小时,在480℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为20:1比例注入水和四氯化碳,空气活化结束后在480℃用氢气还原4小时制得催化剂Q,Q的组成见表1。
催化剂Q:取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.41质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、三氯乙酸、盐酸的浸渍液,浸渍液中铂含量、三氯乙酸、盐酸含量相对干基氧化铝质量分别为0.35%、5%、1.2%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.8,浸渍温度为15℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,90℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体空气气氛中在220℃中活化7小时,在480℃中活化3小时,在480℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为20:1比例注入水和四氯化碳,空气活化结束后在480℃用氢气还原4小时制得催化剂Q,Q的组成见表1。
对比例4~5
按实施例3方法制备催化剂S、T,不同的是真空干燥温度分别为80及90℃。制得催化剂S、T组成见表1。具体为:
催化剂S:取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.41质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、三氯乙酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、三氯乙酸、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.35%、5%、1.2%和4%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.8,浸渍温度为15℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,80℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体空气气氛中在220℃中活化7小时,在480℃中活化3小时,在480℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为20:1比例注入水和四氯化碳,空气活化结束后在480℃用氢气还原4小时制得催化剂S,S的组成见表1。
催化剂T:取100克拟薄水铝石(Sasol公司生产)和适量去离子水,液/固质量比为2,室温搅拌浆化0.5小时。然后加入3毫升硝酸,及预定量的氯化亚锡的盐酸溶液,使溶液中的含Sn量相对干基氧化铝为0.41质量%,酸化2小时。然后在油氨柱内滴球成形,湿球在氨水中固化1小时,然后过滤,用去离子水洗涤三次,60℃干燥6小时,120℃干燥2小时,在流动空气气氛中650℃焙烧4小时,得到含Sn的氧化铝小球载体。
按预定量配制含氯铂酸、三氯乙酸、盐酸、尿素的浸渍液,浸渍液中铂含量、三氯乙酸、盐酸含量和尿素含量相对干基氧化铝质量分别为0.35%、5%、1.2%和4%。取该浸渍液浸渍上步制备的载体,浸渍液与载体的液/固比为1.8,浸渍温度为15℃,浸渍时间0.5小时后。于真空条件下,90℃将多余的浸渍液蒸干后,在120℃干燥2小时。干燥后的催化剂前体空气气氛中在220℃中活化7小时,在480℃中活化3小时,在480℃空气活化期间按H2O:Cl摩尔比为20:1比例注入水和四氯化碳,空气活化结束后在480℃用氢气还原4小时制得催化剂S,S的组成见表1。
对比例6
按实施例1的方法制备氧化铝小球载体,载体中Sn含量相对干基氧化铝为0.20质量%。
按专利CN201410532430方法制备催化剂S。取50克上述含锡的氧化铝小球和50克经研磨得到的颗粒粒径小于50um的SnCl2·2H2O的粉末,在25℃放置于密闭的玻璃容器中,翻滚此容器,使氧化铝小球与SnCl2·2H2O粉末充分接触进行固相迁移,经过64小时的接触后将催化剂载体筛分出来。在筛分出来的载体中通入含水3体积%的空气,于550℃焙烧4h。
将上步焙烧后的载体用氯铂酸和盐酸的溶液浸渍,浸渍液中铂含量、盐酸含量相对干基氧化铝质量分别为0.29%和1.8%。25℃浸渍4小时,浸渍后固体于120℃干燥12小时,再用含水和HCl的空气在510℃进行水氯活化4小时,水氯活化时H2O/HCl的质量比为20,然后于500℃用氢气还原4小时,得到催化剂U,催化剂U组成见表1。
表1
实施例 | 催化剂 | Pt,质量% | Sn,质量% | Cl,质量% |
1 | A | 0.28 | 0.30 | 1.42 |
2 | B | 0.25 | 0.24 | 1.01 |
3 | C | 0.35 | 0.41 | 1.64 |
4 | D | 0.15 | 0.24 | 1.00 |
5 | E | 0.12 | 0.12 | 1.16 |
6 | F | 0.04 | 0.05 | 0.52 |
7 | G | 0.08 | 0.12 | 0.62 |
8 | H | 0.18 | 0.24 | 1.35 |
9 | I | 0.21 | 0.24 | 1.13 |
对比例1 | P | 0.35 | 0.41 | 1.47 |
对比例2 | Q | 0.35 | 0.41 | 1.58 |
对比例3 | R | 0.35 | 0.41 | 1.45 |
对比例4 | S | 0.35 | 0.41 | 1.50 |
对比例5 | T | 0.35 | 0.41 | 1.51 |
对比例6 | U | 0.29 | 0.31 | 1.45 |
实施例10
本实施例分析催化剂的铂分散度。
采用氢氧滴定测定催化剂中铂分散度,所用的分析仪器为MicromeriticsAutoChem 2920。样品的预处理条件:取0.5克催化剂装入U形石英管,将催化剂在流速50mL/min氢气流下升温至500℃(升温速率10℃/min),恒温2h,氢气气氛下降至室温,用氩气吹扫1h除去物理吸附氢。以氦气为载气进行氧气脉冲滴定直至峰面积不变。以氩气为载气进行氢气气脉冲滴定直至峰面积不变。再以氦气为载气进行氧气脉冲滴定直至峰面积不变。催化剂Pt分散度分析结果见表2.
D:Pt分撒度
V:第二次氧滴定体积(毫升,标准体积)
ω:样品质量(克)
p%:样品中Pt含量
表2
从表4结果可以看出,本发明制备催化剂中的Pt具有较高的分散度,Pt原子簇粒径更小。
实施例11
本实施例对本发明催化剂的性能进行评价。
在微反装置中,装入1ml催化剂,以正庚烷为原料,评价条件为:反应温度为510℃,反应压力为0.70MPa,体积空速为10.0h-1,氢/烃摩尔比为4.8,反应时间为8小时,评价结果见表3。
表3
从表3可知,本发明催化剂的芳烃产率及C5 +收率高于对比催化剂,本发明催化剂的积炭量低于对比催化剂,表明本发明催化剂具有较好的活性、选择性和稳定性。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.一种连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,制备含锡的氧化铝载体;
步骤2,配制浸渍液,该浸渍液中包括含铂化合物、竞争吸附剂和含氮化合物;
步骤3,浸渍步骤1的载体并蒸干浸渍液,蒸干温度为50~60℃,以及
步骤4,催化剂干燥、活化、还原;
所述含氮化合物为尿素。
2.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1中,以干基氧化铝为基准,Sn的含量为0.01~0.6质量%。
3.根据权利要求2所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述铂化合物为氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸铵、四氯化铂、硝酸铂、氯化四氨合铂和氢氧化四氨合铂中的一种或几种,铂化合物中铂含量以干基氧化铝为基准计为0.01~0.4质量%。
4.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述竞争吸附剂是盐酸、硝酸、氢氟酸、三氯乙酸和柠檬酸中的一种或几种,竞争吸附剂中氯含量以干基氧化铝为基准计为0.3~3.0质量%。
5.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,以氧化铝载体的总质量为基准,所述含氮化合物的含量为0.01~5.0质量%。
6.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3中,浸渍为饱和浸渍或过饱和浸渍,浸渍液与载体的液固体积比为0.5~3,浸渍过程为静态或动态,浸渍温度为10~50℃,浸渍时间为0.1~4小时。
7.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3中,采用真空干燥方法蒸干浸渍液,真空干燥压力0.001~0.08MPa,真空干燥温度为50~60℃。
8.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤4中,活化气氛为空气,活化温度为200~650℃,活化时间为0.5~10小时。
9.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤4中,活化过程中,向催化剂床层注入水和氯气或水和含氯的有机物,水与氯元素摩尔比为(10~120):1。
10.根据权利要求1所述的连续重整催化剂的制备方法,其特征在于,步骤4中,还原气为氢气或CO,还原温度为200~650℃,还原时间为0.5~8小时。
11.权利要求1~10中任一项所述的连续重整催化剂的制备方法制备的催化剂,其特征在于,包括以下组分:以载体质量为基准计,Pt 0.01~0.4质量%、Sn 0.01~0.6质量%和Cl 0.3~3.0质量%,由氢氧滴定法测得Pt的分散度≥90%。
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