[发明专利]用于在烃类流化催化裂化期间除去对催化剂有毒的金属的添加剂

说明书

背景技术

现代炼油工业的一个主要操作是催化裂化工艺。在该工艺中，使用流化的 含沸石催化剂将在分馏全原油中所产生的一些重油(常称为“瓦斯油”)分解 或“裂化”。

因为在过去数年里轻质的低硫原油已经逐渐减少，催化裂化在维持适用于 各种燃料如汽油的烃类供应中显得日益重要。由于增加使用重质、酸性更大的 原油所带来的问题是重质原油含有明显更多的有机金属化合物，例如钒和镍的 卟啉化合物。这些金属在重油裂化中产生了许多不希望的反应，原因在于这些 金属(具体地为镍和钒)对所使用的流化裂化催化剂十分有害。存在于高沸点 馏分中的这些金属沉积在裂化催化剂上并且随时间积累。它们作为有毒物质起 作用，具有增加不希望的氢和焦炭的产率、在制备液体产品时降低催化剂选择 性的效果。还确定钒也攻击沸石本身、催化裂化催化剂的高活性组分。

炼油/炼油催化剂工业中的技术人员已经付出了许多了努力，试图处理在 流化催化裂化(FCC)期间钒和其他金属对含沸石催化剂有毒的问题。美国专 利6,610,255描述了已经建议的许多技术。这些技术中的大部分涉及添加所谓 的“捕集剂(trapping agent)”，其与催化剂或烃原料一起添加；这些捕集剂如 钡、钙和锶已经显示了减小有毒金属对含沸石的FCC催化剂的不利效应。

虽然最近FCC催化剂技术有了发展，但仍然需要用于将钒和其他有毒金 属从烃类中有效除去的捕集剂在FCC过程中引入的工业可行方法。

发明内容

本发明通过提供适用于从烃类中除去一种或多种有毒金属的组合物和方 法满足了当前的需要。本发明的组合物包括水滑石(HTC)，该水滑石具有分 散在其外表面上的一种或多种捕集金属。用于在FCC单元中从烃类中除去一 种或多种有毒金属的本发明方法包括将水滑石加入到FCC单元中，该水滑石 具有分散在其外表面上的一种或多种捕集金属。在本发明的一些实施方式中， 本发明的组合物基本上由或全部由具有分散在其外表面上的至少一种捕集金 属的水滑石组成。使用HTC作为在其上分散有一种或多种捕集金属的载体提 供了有毒金属与捕集剂之间的良好接触。

虽然以下用具体实施方式来说明本发明，但应当理解的是，本发明不限于 这些具体实施方式中的任何一个实施方式。

具体实施方式

水滑石

在本发明中可以采用任何水滑石。该水滑石可以包括(a)天然存在的水滑 石、(b)合成的水滑石、(c)类水滑石材料、或者(d)上述(a)-(c)中的任何两种或 更多种的混合物。适合的水滑石载体在美国专利4,347,353和4,284,762中有描 述。适合的水滑石载体包括例如CaO、MgO和Al₂O₃的混合金属氧化物。一 种适合的水滑石的化学式为Mg_4.5Al₂(OH)_13·3.5H₂O。适合的水滑石材料由日本 大阪的协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical Industry Company，Ltd.)制造， 以产品名“DHT-4”和“DHT-4A”由日本大阪的三井化学株式会社(Mitsui and Company，Ltd.)和德克萨斯州休斯顿的三井化学株式会社(Mitsui and Company (USA))销售。

类水滑石材料及其制备方法

结晶的阴离子粘土，包括羟镁铝石、水镁铁石、鳞镁铁矿、铬鳞铁矿、陨 菱铁镍矿、镍锌水滑石(eardleyite)、水镁铝石(manassite)和水镁铬矿，是 根据本发明的水滑石类材料。对于大多数工业应用，将结晶阴离子粘土成形为 成形体例如球体。在成形体经受严格加工条件和环境的应用如炼油应用、分离、 提纯和吸收工艺中，重要的是将含结晶阴离子粘土的成形体保持完好和防止磨 损。由包括铝源和镁源的来源制备含结晶阴离子粘土的成形体的方法包括下列 步骤：a)制备前体混合物，b)将前体混合物成形以获得成形体，c)可选择地 处理该成形体，以及d)老化，以获得含结晶阴离子粘土的成形体。该成形体 可以按许多方式制备。在一个实施方式中，铝源和硅源在浆料中结合为前体混 合物。随后，将所述前体混合物成形。将所得到的成形体在液体中老化，可选 地在热处理之后，以获得含结晶阴离子粘土的成形体。