[发明专利]用于生产轻烯烃的高效催化剂组合物

说明书

本发明涉及用于FCC的催化剂组合物，该组合物在生产C₃和C₅烯烃即轻烯烃中有很高的效率。在FCC实践中，有两种方法提高轻烯烃的选择性。

一种方法是提高反应温度。这将增加热裂化的影响，导致较轻产物的生成量增加。例如，在所谓DCC(深度催化裂化)过程(一种典型的FCC过程)中，使用较高的温度和增量的蒸汽。然而，热裂化的选择性不高，在“湿气”(含H₂和C₁-C₄产物)中产生大量价值较低的产物如氢气、甲烷、乙烷和乙烯。湿气压缩通常限制精炼操作。

第二种方法是添加一种含沸石的烯烃-选择性添加剂如含ZSM-5的添加剂。传统的添加剂通常含有磷活化的ZSM-5，它选择性地使初级裂化产物(例如汽油烯烃)转化成C₃和C₄烯烃。用磷改善活性和选择性以提高ZSM-5的效率是已知的。例如，EP-A-511 013描述用磷处理ZSM-5提高丙烯选择性。US 5 472 594描述了用含Y型沸石的催化剂组合物和包括含磷中孔沸石如ZSM-5的添加剂使烃进料转化成含产率改进的C₄/C₅烯烃的产品的方法。Mobil的WO98/41595描述了用含大孔分子筛如Y-型沸石的催化剂组合物和与所述含Y型沸石的基本催化剂共混的包括含磷ZSM-5的添加剂使烃原料催化裂化以得到产率提高的C₃至C₅烯烃的方法。US 5 456 821中也描述了这种方法。WO94/13754描述了同样的方法，使用含大孔分子筛的催化剂组合物和含特殊ZSM-5的添加剂，所述ZSM-5可选地包含1.5至5.5重量％元素磷。US 5 521 133描述通过在喷雾干燥之前用磷酸喷射ZSM-5和高岭土浆液制备ZSM-5添加剂。

然而，添加剂冲淡催化剂的总量，使塔底物(bottoms)的转化率下降。过去曾试图将磷活化的ZSM-5作为组分掺入FCC催化剂组合物中。US 5 110776中用磷处理改善催化剂组合物的耐磨性。其中，用含磷水溶液处理Y型沸石，使所述处理后的沸石直接与基体前体混合形成浆液。将所述浆液喷雾干燥。所用基体前体包含高达3.4重量％氧化铝、约25重量％粘土和约45重量％二氧化硅。虽然提及可使用ZSM-5，但所有实施例均使用Y型沸石。上述US 5 472 594提及使磷活化的ZSM-5与基体和Y型沸石混合，然后喷雾干燥形成FCC催化剂，但未指出如何进行，也未给出所用基体的类型。实施例中只描述了与基本催化剂机械混合的ZSM-5添加剂。Mobi的US 5126 298和US 5 231 064描述通过以下方法制备催化剂组合物：提供沸石浆液和两类粘土浆液，用磷源处理这些浆液中的至少一种，使所述浆液混合，在低于3的pH下喷雾干燥。其中所述催化剂基体不含任何外加的二氧化硅和/或氧化铝。如后面所解释的，磷活化的烯烃选择性沸石如ZSM-5只有在采取特殊措施时才能以组分形式掺入催化剂组合物中。

也适用于塔底物裂化的传统FCC催化剂组合物包含催化裂化组分和非晶形氧化铝。催化裂化组分为晶形如Y型沸石和X型沸石，或非晶形如二氧化硅-氧化铝。非晶形氧化铝是提供塔底物转化率所必需的。非晶形氧化铝也可用作粘合剂使基体有足够的粘合作用而适当地粘合所存在的晶形裂化组分。因此，所述非晶形氧化铝可存在于基体中，即，使用活性基体，或也可以二氧化硅-氧化铝形式存在于非晶形裂化组分中。换言之，有良好塔底物转化率的催化剂组合物包含至少10重量％非晶形氧化铝。术语非晶形氧化铝意指含塔底物裂化活性的氧化铝。这意味着可存在一些结晶度。已发现将用于活化所述烯烃选择性沸石的磷化合物加入催化剂料液(strike)即含基体组分和催化裂化组分的喷雾干燥浆料时，它干扰存在于所述料液中的非晶形氧化铝。因此，目前尚未出售使烯烃选择性沸石与基体或非晶形裂化组分中的大量氧化铝有效结合的催化剂组合物。本发明的目的是提供一种对轻烯烃选择性高并同时保持塔底物转化率的催化剂组合物。