[发明专利]用于真空瓦斯油&脱金属混合物的加氢裂化催化剂

说明书

发明背景

相关申请

本专利申请要求于2004年12月29日提交的美国临时专利申请系列号60/639,909的优先权，通过参考将其全文结合于此。

发明技术领域

本发明总的涉及重烃催化处理以获得期望的烃产物领域，特别涉及一种可操作来催化处理脱金属油(DMO)的新催化剂。

现有技术描述

作为用于精炼石油的工艺，加氢裂化以其灵活性已经导致了它在过去15年间的显著增长。通过催化处理，投料能被转化成更低沸点或更期望的产物。适于这种处理的烃投料从残余油到石脑油。产物包括宽范围的不同物质，例如汽油、煤油、中间馏份、润滑油、燃料油以及各种化学物。

商业加氢裂化典型的在单级反应器中或在串联的二级反应器中进行。已经研究了许多加氢裂化催化剂来处理不同的烃，以减少催化处理不期望的副产物和/或延长催化剂寿命。已经发展获得了适宜于苛刻操作条件的催化剂。正在进行对成本效率的努力。催化剂和特定工艺图的选择将依赖于诸如原料性能、期望产物性能、加氢裂化元件的大小和各种别的经济考虑的许多因素。

当过去为了加氢裂化中等或重真空瓦斯油(VGO)的目的而投资于加氢裂化时，有处理诸如脱沥青油(DAO)或脱金属油(DMO)的较重和不同的烃的需要，以根据地理和季节变化的需要将其转化成用于汽油管路、航空煤油和柴油的适宜产物。LPG和润滑基油也会是期望产物。能处理大量烃分子和重多芳烃分子，特别是DMO的催化剂将会是有利的。能处理VGO/DMO投料混合物的催化剂将会特别有利。由于世界市场正在显著趋向于更重的烃，适于这种重烃的催化剂将会是有利的。

发明概要

本发明包括一种催化剂和用该催化剂处理重烃的工艺。这种催化剂特别适于处理脱金属油(DMO)以及特别适于VGO/DMO烃混合物。催化剂把VGO/DMO混合物转化成更短链的有价值烃产物。催化剂包括催化载体材料、浸渍于催化载体材料中的催化金属以及催化载体材料上用来增强催化转化率的助催化剂金属。催化载体材料与催化金属(也被称为活性金属)以及助催化剂金属的结合是可操作的以把VGO/DMO催化转化成具有较短碳链的烃产物。

在一个优选实施方式中，催化金属组份包括钼以及助催化剂金属包括镍。

至于催化载体材料，一个优选实施方式包括超稳Y(USY)沸石作为催化载体材料。γ-氧化铝被用作本研究中制备的所有催化剂的粘合剂。使用的γ-氧化铝的量大约为用于测试运行的所有催化载体的70％。在一个特别优选实施方式中，USY沸石不含有γ-沸石。

特别优选的催化载体材料包括MCM-41中孔材料。

在另一个优选实施方式中，催化载体材料是β-沸石。在再一个优选实施方式中，催化载体材料是无定形二氧化硅氧化铝，也被称为ASA。ASA具有带有低酸性和高表面积的非均一结构。非均一结构趋向于创造不能被大分子利用的酸性部位，当与MCM-41或MCM-41与ASA的结合相比时，这产生单独使用ASA的低劣效果。类似的，USY和β-沸石载体遭受与载体微孔性能相关的缺陷，由于扩散限制，这使得催化剂对大分子不够有效。这些单独使用的载体趋向于迅速堵塞，这样钝化了催化剂。MCM-41，单独的或与USY或β-沸石载体的结合，克服了这些缺陷。在一个优选实施方式中，催化载体材料是单独的超稳Y沸石、MCM-41中孔材料、β-沸石、无定形二氧化硅氧化铝或它们的结合。一个特别优选实施方式包括一种基本上都是MCM-41的单一催化载体材料。这种材料是中孔的，也就是说，它是阱式结构并且具有带有高表面积的均一的形态。与β和USY载体材料相比，它也具有低酸性。本发明包括适当载体材料的使用以及在整个载体材料中金属有适当分布的情况下酸性和金属功能间的平衡。通过MCM-42载体材料的特定阱式结构形态特征来实现上述目的，该材料包括能接近发现于VGO和DMO中的大烃分子的酸性和金属部位。由于这个原因，获得了高转化率。有利的是，与别的载体材料相比MCM-41的较低酸性驱使对选择性的转化转向中间馏份，限制了不期望轻气体的产生。

在本发明一个优选实施方式中，催化金属处于硫化物形式。例如，优选硫化钼形式的钼。类似的，当使用钨作为催化金属时，硫化钨是优选的实施方式。

在一个优选实施方式中，助催化剂金属包括单独的镍、钴或它们的结合。

本发明的催化剂特别适宜于包含至少10体积％DMO的VGO/DMO烃混合物。已经对包含至少15体积％DMO的VGO/DMO烃混合物进行了测试运行。