[发明专利]用于由胶溶化氧化铝制备改进的沸石催化剂的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年3月18日提交的美国临时专利申请第 61/315304号的权益，由此其公开内容通过引用并入本文中。

发明领域

本发明涉及一种使用胶溶化氧化铝制备含沸石催化剂的方法。该方法特别是关于制备适用于流化催化裂化过程的催化剂。本发明还涉及当把该催化剂用于流化催化裂化过程时减小沸石表面积的损失以及提高耐磨耗性。

发明背景

催化裂化是一种在商业上获得非常大规模应用的石油炼制工艺。大部分石油炼制产品是使用流化催化裂化（FCC）工艺生产的。FCC工艺通常包括通过在循环式催化剂再循环裂化工艺中使原料与循环的可流化催化裂化催化剂藏量接触，来把重烃原料裂化成较轻质的产品，所述可流化催化裂化催化剂藏量由平均粒径在大约20至大约150 μm、优选地大约50至大约100 μm范围内的颗粒组成。

当通过在催化剂存在下于升高的温度下发生的反应而把较高分子量的烃原料转化成较轻质的产品（其中大部分的转化或裂化是在蒸汽相中发生）时，发生催化裂化。原料被转化成汽油、馏出液和其它液体裂化产品、以及每分子中有四个或更少碳原子的较轻质的气体裂化产品。 该气体部分由烯烃组成、部分是由饱和的烃类组成。还产生残渣和焦炭。裂化催化剂通常是由多种成分来制备，其中每一种成分被设计成增强催化剂的总体性能。FCC催化剂一般是由沸石、活性基质、粘土和粘合剂所组成，所有成分均结合入单个颗粒中。

氧化铝是一种用于FCC催化剂的基于无机氧化物的活性基质。参见美国专利4,086,187、4,206,085、和4,308,129。水合氧化铝通常是用于此目的，并且常常使用勃姆石或微晶勃姆石（也称为假勃姆石）。一经最终催化剂形成，可以进一步用酸处理氧化铝以改善所得氧化铝基质的性质。以至多2摩尔酸当量/每摩尔Al₂O₃的浓度添加酸，其主要改善耐磨耗性。以此方式用酸处理氧化铝通常也称为“胶溶化”。

由胶溶化氧化铝所制备的用于FCC催化剂的其它成分可以包括稀土（例如镧或铈）。参见以上4,086,187和4,206,085专利。然而，也有教导，此类催化剂中应当基本上不含稀土金属和其它元素（例如钇）。参见前述4,308,129专利，具体是其第4列第11-22行。

然而，认为把沸石添加到经酸化的氧化铝中导致在催化剂生产期间以及在用于FCC工艺期间沸石结构的降解。特别是，认为在含有胶溶化氧化铝的催化剂制备浆料中的较低的pH值导致氧化铝从沸石的二氧化硅氧化铝结构中沥滤，由此导致沸石结构的塌陷和表面积的损失。表面的损失导致裂化活性的损失，因此需要更频繁地更换催化剂藏量。

发明内容

已发现，当使用胶溶化氧化铝来生产含沸石的催化剂时，添加钇可以改善沸石表面积的保留。用于制备催化剂的方法包括：

(a)将胶溶化氧化铝、钇化合物和沸石混合；和

(b)由(a)中的混合物形成含氧化铝的催化剂。

酸（例如一价酸，包括但不限于甲酸、硝酸、醋酸、盐酸、和/或它们的混合物）是用于使氧化铝（例如水合氧化铝，更合适地，假勃姆石或勃姆石）胶溶化的酸的特别合适的来源。

可以将氧化铝与酸混合以形成胶溶化氧化铝，然后把该胶溶化氧化铝与钇化合物、沸石和任选的无机氧化物混合，或者可以在添加酸稳定的沸石和钇的期间添加氧化铝和酸，从而可以在沸石和钇的存在下原位形成胶溶化氧化铝。

本发明的其它实施方式包括其中作为交换到沸石上的钇阳离子把钇化合物和沸石引入到过程中的方法。

水溶性钇盐特别适用于本发明，并且可以在将沸石与胶溶化氧化铝混合之前例如经由阳离子交换来添加到沸石中，或者可以在沸石与胶溶化氧化铝的混合期间添加钇。前一种方法的经钇交换的沸石可任选地进一步干燥并进行蒸汽处理以制备超稳定的沸石Y。实际上，含沸石Y（特别是沸石USY）的基于胶溶化氧化铝的催化剂的生产将尤其得益于本发明。

钇化合物还可以包括稀土，在此情况下，本发明的合适的实施方式可以以0.01至1的稀土与钇的重量比率包括稀土，稀土和钇作为氧化物来测定。

也可以把除了氧化铝以外的无机氧化物添加到沸石、钇化合物和胶溶化氧化铝中，作为其它基质材料和/或粘合剂。

因此，本发明提供减少含沸石的催化剂中的沸石表面积的损失的有用方法，所述催化剂由胶溶化氧化铝所制备、采用适于流化催化裂化的形式，该方法包括：

（a）形成胶溶化氧化铝；