[发明专利]加氢转化多金属催化剂及其制备方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求申请日为2010年11月11日的美国专利申请序列号61/412,765的优先权。本申请要求上述的优先权和权益，其公开内容在此引入以供参考。

技术领域

石油工业日益转向将重质原油、残油、煤和焦油砂即低品级烃作为原料来源。通过在催化剂存在下用氢处理原料以将至少一部分原料转化为低分子量烃、或者脱除不需要的化合物、或者将它们转化为更需要的化合物，从而提质或精炼这些原料。

加氢转化催化剂可以负载或自负载(不负载)。负载型催化剂通常包括在难熔载体如氧化铝上的至少一种第VIB族金属，并含有一种或多种第VIII族金属作为促进剂。如美国专利2,238,851、5,841,013、6,156,695、6,566,296和6,860,987所公开的，本领域已知用于加氢转化过程的非负载型(或“本体”)第VIII族和第VIB族混合金属催化剂和催化剂前体。

在制备和使用加氢处理催化剂的过程中，例如在回收催化剂前体沉淀中产生和在流出物物流中排放的上清液中，产生大量形式为原料和中间产物的金属残余物和废物。在制备加氢转化催化剂的一些过程中，高达60%的金属原料如Ni、Mo、W等在流出物物流中被浪费和排放掉，对下游废物处理过程造成压力。由于对于废物如含金属废料的处理对环境影响的检查越发严格，需要改进的过程以最少量废物来制备加氢转化催化剂。还需要从反应流出物中有效回收残留的贵金属，以重新用于制备加氢处理催化剂的过程。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于形成本体加氢处理催化剂的改进方法，该方法使待废物处理的流出物中金属量最小，和该方法包括：在反应条件下，将至少一种第VIB族金属前体原料和至少一种促进剂金属前体原料共沉淀以形成包含催化剂前体的混合物，其中所述促进剂金属前体原料选自第VIII族、第IIB族、第IIA族、第IVA族和它们的组合；将催化剂前体与混合物分离，形成包含含量为至少10mol%金属前体原料的至少一种促进剂金属残余物和至少一种第VIB族金属残余物的上清液；通过化学沉淀、离子交换、电絮凝和它们的组合中任一种处理上清液以生成包含小于50mol%的至少一种金属残余物的第一流出物物流；回收至少一种金属残余物中至少80mol%的金属离子以形成金属前体原料；硫化催化剂前体形成本体催化剂；和将金属前体原料循环至共沉淀步骤。

一方面，本发明涉及一种形成本体加氢处理催化剂的方法，该方法包括：在反应条件下，将至少一种第VIB族金属前体原料和至少一种促进剂金属前体原料共沉淀以形成包含第一催化剂前体和第一上清液的混合物，其中所述促进剂金属前体原料选自第VIII族、第IIB族、第IIA族、第IVA族和它们的组合，所述第一上清液包含含量为至少10mol%金属前体原料的促进剂金属残余物和第VIB族金属残余物；将至少一种沉淀剂加入到混合物中以将至少一种金属残余物中至少50mol%的金属离子沉淀，形成第二催化剂前体，其中加入的沉淀剂与金属残余物的摩尔比为1.5:1-20:1；将第一和第二催化剂前体分离，形成包含小于2000ppm金属离子的第二上清液；和硫化第一和第二催化剂前体形成本体催化剂。

另一方面，一种形成本体加氢处理催化剂组合物的改进方法，该方法包括：在反应条件下，将至少一种第VIB族金属前体原料和至少一种促进剂金属前体原料共沉淀以形成包含催化剂前体的混合物，其中所述促进剂金属前体原料选自第VIII族、第IIB族、第IIA族、第IVA族和它们的组合；将催化剂前体与混合物分离，形成包含含量为至少10mol%金属前体原料的促进剂金属残余物和第VIB族金属残余物的上清液；提供至少一种离子交换树脂；将上清液与离子交换树脂接触足够时间，以将上清液中至少一种金属残余物中至少50mol%的金属离子交换和结合到树脂上，形成包含未结合的金属残余物的第一流出物物流；洗脱树脂以生成包含之前结合的金属的洗脱液；回收第一流出物物流中未结合的金属残余物中至少80mol%的金属离子或洗脱液中至少80mol%的之前结合的金属离子，以形成至少一种金属前体原料用于共沉淀步骤；和硫化催化剂前体形成本体催化剂。