本技术方案专注于原油加工技术，特别是一种新型复合酸碱催化剂的制备工艺。该方法首先利用等体积浸渍技术制备金属负载酸性催化剂，并通过筛分获得特定粒径。随后，通过特定的酸碱处理步骤，形成复合酸碱催化裂解催化剂，显著提升原油催化裂解效率和选择性。
背景技术
乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等低碳烯烃是非常重要的基础有机化工原料，在高分子聚合物、橡胶、表面活性剂、医药、染料等领域应用广泛，尤其是乙烯和丙烯的生产能力常常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志。目前，全世界大约95％的乙烯和66％的丙烯是通过石脑油或轻柴油等轻质原料的蒸汽热裂解工艺生产。然而，随着常规原油资源的日益枯竭，世界原油供应呈现重质化、劣质化发展趋势，导致轻质裂解原料逐渐匮乏。现阶段，蒸汽裂解技术固有的加工重油原料难度大、丙烯与乙烯选择性比例难以调控、能耗过高等缺点严重影响企业的经济效益，难以适应未来烯烃市场需求结构变化。
近年来开发的原油直接催化裂解多产低碳烯烃技术较多，如中国石化石油化工科学研究院开发的DCC/CPP工艺，UOP公司开发的PetroFCC工艺，沙特阿美开发的HS-FCC工艺，印度石油公司开发的Indmax工艺，Exxonmobil和Kellog公司联合开发的Maxofin工艺和中国石油大学(华东)提出的两段提升管催化裂解(TMP)工艺等，受到业界的广泛关注并进行工业示范。与蒸汽裂解相比，催化裂解技术具有原料适应性广、反应温度低、能耗低等优点。但上述工艺中所用催化剂主要为孔口尺寸较小的ZSM-5和Y型分子筛，严重限制动力学直径较大原油分子的传质及扩散，使其难以进入分子筛孔道内部而大量聚集于催化剂表面，这一方面弱化了分子筛催化剂的择形催化功能，造成低碳烯烃收率的下降，另一方面吸附于催化剂表面的原油分子易在酸性位的作用下深度裂化，导致结焦严重，在堵塞分子筛孔道的同时原油碳利用率降低。此外，ZSM-5和Y型分子筛类酸性催化剂会促进氢转移反应的进行，使部分烯烃产物进一步饱和为烷烃，不利于烯烃收率的增加。
除酸性催化剂外，近年来学者也对铝酸钙等金属盐型碱性催化剂进行了广泛研究。该类催化剂的孔道结构以介孔和大孔为主，有利于原油大分子的扩散并吸附于活性位点进行裂化反应；此外，由于固体碱性催化剂仅具备脱氢活性而缺少氢转移功能，产物中烯烃选择性较高。但由于其无酸性或酸性较弱，所需裂解温度通常较高，工业应用较少。
有研究表明，通过特殊的合成方法将两种或者多种不同物化性质的催化剂结合在一起，制备成复合催化剂材料，因其具有不同的孔道结构和酸碱特性，在非均相催化反应中呈现出比单一催化剂更优异的催化反应性能。因此设法合成酸碱复合催化剂，结合碱性催化剂的大孔道、高脱氢活性和酸性分子筛催化剂的择形孔道、强酸性，促进原油高效转化的同时提高低碳烯烃收率。
现阶段，复合催化剂的制备方案主要有水热晶化法和机械混合法。其中，专利CN118183785A、CN105293519A、CN117983289A、CN101767034A和CN115814848A均公开了一种两步晶化法制备复合分子筛催化剂的方案，但以上方法在合成过程中需消耗大量水，废水污染问题严重，且制备出的复合分子筛催化剂本质上仍为单一的酸性催化剂，未考虑氢转移反应的影响。专利CN117244589A、CN115770614A、CN114832855A均使用了简单的机械混合法将多种催化剂进行复合，但该法并不能保证多种基质的充分接触与混合均匀，难以形成梯级孔道结构便于原油大分子的串联反应。
三、
实现思路