[发明专利]挤出的残油脱金属催化剂

说明书

公开了催化剂载体、担载的催化剂，以及制备和使用用于使含金属重油原料的脱金属的催化剂的方法。催化剂载体包含氧化铝和5%或更少的氧化钛。由载体制备的催化剂，其孔体积的至少30‑80体积%为直径200‑500埃的孔。本发明的催化剂对于在氢转化过程期间从重原料中去除金属显示改进的催化活性和稳定性。催化剂也显示提高的硫和MCR转化率。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月17日提交的标题为“EXTRUDED RESID DEMETALLATIONCATALYST (挤出残油脱金属催化剂)”的美国临时专利申请号61/600,022的提交日权益，其公开内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及包含进料流的液体烃的催化氢化处理。特别地，本发明涉及催化剂载体、使用载体制备的催化剂组合物、制备所述催化剂组合物的方法和使用上述催化剂组合物减少烃重原料中的金属含量的方法。

发明背景

在石油精炼工业中，通过氢化处理提升某些油和馏分，如重油和残油，经常是有用的。这些氢化处理过程的实例为氢化脱金属、氢化脱硫和氢化脱氮。在这些方法中，原料在氢的存在下在升高的压力和温度下与氢转化催化剂接触。由于生态规定施行的严格要求，精炼工业变得越来越多的集中在生产具有高品质和最小污染物（如硫、氮和重金属）含量的更清洁的燃料。

用于氢化处理过程的催化剂通常包含来自元素周期表6、9和10族的催化活性金属且通常担载在氧化铝上，所述氧化铝可与其它的无机耐高温材料如二氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆等结合。第二助催化剂或添加剂如卤素、磷和硼，也用于增强催化性质。为了实现氢化处理过程的最大效果，需要优化催化剂活性和选择性至所需的氢化处理反应。催化剂活性和选择性由以下这些因素决定和影响：催化剂载体的特性和性质、催化剂、助催化剂的活性和选择性以及使用的制备和活化方法。

其中重原料包含有机金属化合物，氢化处理以及下游催化剂的有效性易于相对快速地衰减，特别当杂质超过约10-20ppm金属，例如溶解的镍和钒。据称这些金属杂质沉积在这些催化剂的表面上及孔内，降低它们的有效性。对金属杂质问题的一种方法为改变氢化处理催化剂的孔结构。然而，确定使用哪种孔结构是不可预料的并且不易获得。在考虑最佳孔结构方面在本领域还有冲突。若干专利已经讨论过这种冲突，包括美国专利号 4,066,574；美国专利号4,113,661和美国专利号4,341,625。

具有低Conradson炭残留(CCR)的经氢化处理的烃原料在精炼工业也是高度期望的。炭残留为烃形成焦炭的趋势的度量。用重量%表示，炭残留可按微炭残留(MCR)测量。经氢化处理的残余原料中的MCR含量是重要的参数，因为经氢化处理的残留物通常作为进料通往炼焦器或流体催化裂化(FCC)单元。减少经氢化处理的残留物中的MCR含量减少在炼焦器产生的低值焦炭的量并提高在FCC单元产生的汽油的量。

为了这个目的，仍需要开发催化剂组合物，其更便宜和/或更有效地在氢化处理过程期间从烃进料流去除金属和/或硫污染物，特别是重烃进料流。还需要在氢化处理过程期间提供良好的MCR转化率的改进的氢化脱金属和/或氢化脱硫催化剂。

发明概要

本发明基于以下发现：基于氧化钛氧化铝的总重量，包含5重量%或更少氧化钛的氧化钛氧化铝的高温煅烧，意外地提供了具有独特孔结构的挤出的催化剂载体，由该催化剂载体可制备对于在氢化处理过程期间去除金属具有提高的催化活性和稳定性的担载的催化剂。有利地，本发明的载体提供较低成本的经济效益，因为由其制备的催化剂组合物使用较低的催化活性金属含量同时保持高的催化性能。

在本发明的一个方面，提供具有独特孔结构的挤出的氧化钛氧化铝载体。本发明的载体具有的孔径分布由压汞孔隙率法测定，满足以下：总孔体积为约0.7-约1.2cc/g，总孔体积的大于40%为直径大于200Å的孔，总孔体积的约30%或更多为约200Å-约500Å的孔，且总孔体积的大于10%为直径1000Å以上的孔。