[发明专利]具有优异耐磨耗性的中孔FCC催化剂

说明书

发明背景

本发明涉及包含含有Y-八面沸石的微球且具有格外高的活性和其它 理想特性的新型流化催化裂化催化剂，制备这类催化剂的方法以及这类催 化剂在将石油原料，特别是在短停留时间方法下裂化中的用途。

自20世纪60年代起，多数商业流化催化裂化催化剂包含沸石作为活 性成分。这类催化剂采取称为微球的小颗粒形式，其包含活性沸石组分和 非沸石组分。通常，非沸石组分称为催化剂的沸石组分的基体。已知非沸 石组分执行涉及催化剂的催化和物理性能的大量重要功能。Oblad如下描 述那些功能：“认为基体充当筛中钠的接收器，因此增强基体催化剂中沸 石颗粒的稳定性。基体用于其它功能：稀释沸石；使它对热和蒸汽以及机 械磨耗稳定化；提供高孔隙率使得沸石可最大能力地使用并且可以使再生 为容易的；最后，它在大规模催化裂化中提供对再生和裂化以及热储存期 间的热传递而言重要的整体性能。”A.G.ObladMolecularSieveCracking Catalysts，TheOilAndGasJournal，70，84(1972年3月27日)。

在现有技术流化催化裂化催化剂中，活性沸石组分通过两种一般技术 中的一种结合到催化剂的微球中。在一种技术中，使沸石组分结晶，然后 在分开的步骤中结合到微球中。在第二种技术，就地技术中，首先形成微 球，然后使沸石组分在微球本身中结晶以提供包含沸石和非沸石组分的微 球。

长期以来认识到为了使流化催化裂化催化剂在商业上是成功的，它必 须具有商业可接受的活性、选择性和稳定性特性。它必须是充分活性的， 以得到经济上有吸引力的收率，它必须具有生产想要的产物和不生产不想 要的产物而言的良好选择性，并且它必须是足够水热稳定和耐磨耗的以具 有商业上有用的寿命。

一般而言，FCC在商业上以循环模式实践。在这些操作期间，使烃原 料不加入氢气而与热活性固体颗粒催化剂，例如在至多约50psig的压力和 至多约650℃的温度下接触。催化剂为具有粒度为约20-200μm直径且平 均粒度为60-100μm的粉末。将该粉末向上推进通过提升器反应区，流化， 并与烃进料彻底混合。烃进料在上述高温下通过催化剂裂化并分离成各种 烃产物。当烃进料在裂化催化剂的存在下裂化形成汽油和烯烃时，称为“焦 炭”的不理想含碳残余物沉积在催化剂上。废催化剂包含焦炭以及原料中 存在的金属。FCC催化剂通常为大孔铝硅酸盐组合物，包括八面沸石和沸 石Y。

将焦化催化剂颗粒与裂化烃产物分离，并在汽提以后转移至再生器中， 在那里将焦炭烧掉以使催化剂再生。再生的催化剂然后向下从再生器流入 提升器的底部。

在高流速和温度下的这些裂化和再生循环倾向于使催化剂物理分解成 称为“细粒”的甚至更小颗粒。与约60至约100μm的催化剂颗粒平均直 径相比，这些细粒具有至多20μm的直径。在测定催化剂的单位保持力 (retention)以及因此它们的成本效率、耐磨耗性是关键参数。尽管颗粒的 初始粒度可通过控制催化剂的初始喷雾干燥而控制，如果耐磨耗性是差的， 则催化裂化装置可能产生不应当释放到大气中的大量0-20μm细粒。商业 催化裂化装置包括旋风器和静电除尘器以防止细粒变成气载的。本领域技 术人员还理解催化剂细粒的过多产生提高精炼厂的催化剂成本。过量细粒 可能导致提高的催化剂添加和催化可行颗粒的稀释。

通过交叉引用将其教导结合到本文中的美国专利No.4,493,902公开了 包含含有多于约40％，优选50-70重量％Y八面沸石的耐磨耗、高沸石含 量、催化活性微球的新型流化裂化催化剂，和通过使多孔微球中的多于约 40％钠Y沸石结晶而制备这类催化剂的方法，所述多孔微球包含两种不同 形式的化学反应性煅制粘土的混合物，即偏高岭土(煅烧以经受与脱羟基化 有关的强吸热反应的高岭土)和在比用于将高岭土转化成偏高岭土的那些 更严苛的条件下煅烧的高岭土，即煅烧以经受特性高岭土放热反应的高岭 土，有时也称为尖晶石形式的煅烧高岭土。在一个优选实施方案中，将包 含两种形式的煅烧高岭土的微球浸入碱性硅酸钠溶液中，将其加热，优选 直至可得到的最大量的Y八面沸石在微球中结晶。