[发明专利]八面沸石制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及特定八面沸石(faujasite zeolite)的制备、包含八面沸石的氢化裂解催化剂组合物及其用途。

背景技术

氢转化工艺在现代世界中在提供日常生活的重要基础燃料方面是重要的。随着利用较重原油原料的必要性提高，炼油工业已转向氢化裂解工艺以提供现代社会需要的较轻的基础燃料。现代氢化裂解催化剂通常基于沸石材料。

八面沸石材料是提出用于氢化裂解用途的主要沸石材料之一。早期发现表明，US-A-3,130,007中描述的基础材料的修饰产生晶胞尺寸的降低、导致对于所需中间蒸馏物或中间馏分、产物的选择性改善。为达到这一目的，已经提出了蒸汽煅烧和脱铝(通常酸脱铝)技术的各种组合。

但是在特定地区，例如北美洲，更需要较轻的液体产物。这类产物称为石脑油级分，重石脑油(该级分在82℃-191℃沸腾)是特别需要的。具有或更大晶胞尺寸的八面沸石已知比具有较低晶胞尺寸的八面沸石具有更高的石脑油选择性。具有较低晶胞尺寸的八面沸石更常用于中间蒸馏物选择性催化剂中。

WO-A-2006/032698公开了具有高活性和良好石脑油选择性的基于八面沸石的石脑油选择性催化剂，该催化剂包含具有的晶胞尺寸、5-10的整体(bulk)二氧化硅与氧化铝比率、低于0.15％wt的碱金属含量和650-900m²/g的表面积的沸石。其中提到表面积的增加不提高这些催化剂的活性。此外，二氧化硅与氧化铝摩尔比率的增加提高了对于轻石脑油的选择性，但降低重石脑油的产率。

US-A-2004/0152587和US-A-2004/0141911描述了含八面沸石的催化剂，该八面沸石具有24.10-的晶胞尺寸，优选至少20的整体二氧化硅与氧化铝摩尔比率和优选至少875m²/g的表面积。这一八面沸石通过在90-100％体积的蒸汽中在600-850℃的温度下热液处理起始沸石而获得。

US-A-5,013,699描述了用于制备氢化裂解催化剂中使用的Y型沸石的方法，该Y型沸石具有24.34-的晶胞尺寸、8.0-18.0的整体二氧化硅与氧化铝摩尔比率、0.15％wt的残留苏打(soda)含量和大于735m²/g的表面积。该Y型沸石通过热液处理，接着预先铵离子交换的钠Y型沸石的低pH铵离子交换。热液处理通过将铵交换的Y型沸石暴露于温度为550-850℃，优选约600-约725℃的100％蒸汽1小时而进行。

现在令人惊讶地发现，基于八面沸石的催化剂的活性和对于重石脑油的选择性可进一步通过应用相对温和的蒸汽煅烧而提高。

发明内容

因此，本发明涉及用于制备具有24.42-的晶胞尺寸、10-15的整体二氧化硅与氧化铝摩尔比率(SAR)和910-1020m²/g的表面积的八面沸石的方法，该方法包括：

a)提供具有4.5-6.5的二氧化硅与氧化铝比率和低于1.5％wt的碱水平的八面沸石结构的起始沸石；

b)通过在550-750℃的温度下和以基于存在的总气体的5-50vol％的蒸汽分压处理所述起始沸石有效地产生具有24.40-的晶胞尺寸的中间体沸石的时间而进行蒸汽煅烧；

c)在有效地产生具有的晶胞尺寸、10-15的SAR和910-1020m²/g的表面积的沸石的条件下，使中间体沸石与包含每克沸石4-9毫摩尔的pKa低于0的酸和任选的铵盐的酸化溶液接触；和

d)回收所述沸石。

非希望受限于任何理论，据认为温和蒸汽处理条件防止簇集和使得能够在随后的深沥滤(leaching)步骤中除去大多数骨架外氧化铝而同时保留晶体结构完整，这可以由晶胞尺寸在浸滤步骤之前和之后倾向于相似的事实得出。在较高水分压和/或较高温度下蒸汽处理看起来使得不可能在后续步骤中选择性地沥滤骨架外氧化铝。本发明的沸石是高度结晶的而同时仅含非常有限量的骨架外氧化铝。这种沸石对于各种应用(包括但不限于其在石脑油选择性氢化裂解催化剂中的应用)具有有利的物理和化学性质。