硼、磷改性氧化铝的制备及其在催化裂化中的应用研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0434

摘要/Abstract

摘要：

针对催化裂化重油转化过程中焦炭产率高的问题，开展了催化裂化催化剂氧化铝的改性研究以提升重油转化率并抑制焦炭生成。分别通过硼酸和磷酸氢二铵对拟薄水铝石进行了浸渍改性，制备了改性氧化铝Al₂O₃-B和Al₂O₃-P。通过X射线衍射（XRD）、N₂吸-脱附、NH₃-程序升温脱附（NH₃-TPD）和吡啶-红外（Py-IR）等技术手段对样品的晶体结构、内部孔隙结构、酸量和酸强度进行了表征。结果显示，与未改性的Al₂O₃-0相比，Al₂O₃-B、Al₂O₃-P孔体积和比表面积下降，最可几孔径变小，但其热稳定性提高，经950 ℃焙烧后样品的比表面积保留率提高了15%以上；改性后Al₂O₃-B的酸量增加，Al₂O₃-P的酸量略微降低，但Al₂O₃-B和Al₂O₃-P的弱酸及L酸强度均降低。对采用Al₂O₃-0、Al₂O₃-B、Al₂O₃-P分别制备的催化裂化催化剂进行了反应性能评价。结果显示，与CAT-1相比，CAT-2重油产率降低0.92%，焦炭产率降低0.55%，总液收增加1.46%；与CAT-1相比，CAT-3重油产率增加0.32%，焦炭产率降低0.78%，总液收增加0.48%。相对于CAT-1，CAT-2和CAT-3具有重油转化能力强，焦炭产率低的特点。对比Al₂O₃-P，Al₂O₃-B对应催化剂具有更高的总液收。

关键词: 氧化铝, 硼改性, 磷改性, 催化裂化, 焦炭

Abstract:

A study was conducted on the modification of alumina oxide to meet the requirements of catalytic cracking heavy oil conversion and reducing coke yield.Al₂O₃-B and Al₂O₃-P were obtained by impregnation modification of pseudo boehmite with boric acid and diammonium hydrogen phosphate.The crystal structure，pore structure，acid amount，and acid strength of the samples were characterized using techniques such as X-ray diffraction（XRD），N₂ adsorption-desorption，NH₃-temperature-programmed desorption（NH₃-TPD），and pyridine-infrared spectroscopy（Py-IR）.The results showed that compared with unmodified Al₂O₃-0，although Al₂O₃-B and Al₂O₃-P exhibited reduced pore volume，specific surface area，and smaller most probable pore size，their thermal stability was improved.After calcination at 950 ℃，the specific surface area retention rate was increased by more than 15%.The acid amount was increased for Al₂O₃-B but decreased for Al₂O₃-P，while the acid strength of both Al₂O₃-B andAl₂O₃-P were decreased.The catalytic performance of fluid catalytic cracking（FCC） catalysts prepared using Al₂O₃-0，Al₂O₃-B，and Al₂O₃-P was evaluated.Compared with CAT-1，CAT-2 showed a 0.92% decrease in heavy oil yield，a 0.55% reduction in coke yield，and a 1.46% increase in total liquid yield.In contrast，CAT-3 exhibited a 0.32% increase in heavy oil yield，a 0.78% decrease in coke yield，and a 0.48% rise in total liquid yield compared to CAT-1.Compared with CAT-1，CAT-2 and CAT-3 demonstrated stronger heavy oil conversion ability and lower coke yield.Furthermore，the Al₂O₃-B-based catalyst provided a higher total liquid yield than the Al₂O₃-P.

Key words: aluminum oxide, boron modification, phosphorus modification, catalytic cracking, coke

中图分类号:

TQ426

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图/表 11

表 1

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参考文献 19

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样品	比表面积/ （m²·g^-1）	孔体积/ （cm³·g^-1）
Al₂O₃-0	239.4	0.39
Al₂O₃-B	208.9	0.32
Al₂O₃-P	160.2	0.27
Al₂O₃-0-C	141.7	0.33
Al₂O₃-B-C	157.1	0.30
Al₂O₃-P-C	125.9	0.24

产品分布	w（干气）	w（液化气）	w（汽油）	w（柴油）	w（重油）	w（焦炭）	w（总液收*）
CAT-1	2.74	21.59	52.29	11.39	5.49	6.50	85.27
CAT-2	2.75	22.28	53.27	11.18	4.57	5.95	86.73
CAT-3	2.72	21.37	52.87	11.51	5.81	5.72	85.75

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