[发明专利]包含原位形成的Y-八面沸石的加氢裂化催化剂和加氢裂化方法

说明书

本申请是申请日为2007年2月26日、申请号为200780015544.3、国际申请号为PCT/US2007/004937的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年3月2日递交的临时美国专利申请No.60/778,575的优先权。

技术领域

本发明涉及改进型催化剂用于烃油的加氢裂化。

发明背景

加氢裂化是广泛用在炼制工业的多功用石油炼制工艺。加氢裂化能够将宽范围的难处理原料加工成各种所期望的产品。可以通过该工艺处理的原料包括重石脑油、煤油、难熔催化裂化的循环储料(cycle stock)和高沸直馏油(virgin)以及焦化瓦斯油。在高苛刻度下，加氢裂化可以将这些材料转化为汽油和低沸链烷烃；较低苛刻度下，可以将较高沸点的原料转化为较轻馏分如柴油燃料和航空煤油。

加氢裂化常规在中等温度350-450℃(650-850°F)和高压超过7000kPa(1000psig)下进行，因为加氢裂化工艺的热力学在更高温度下变得不再有利。此外，通常要求高的氢压力，通常至少800psig以防止催化剂老化并因此保持足够活性，使得该工艺能够用催化剂固定床运转一到两年且无需再生。

环境问题的考虑，尤其是硫氧化物和氮氧化物排放问题，已经致使石油炼制厂比过去更严重依赖于加氢脱硫和加氢裂化工艺。从石脑油重整中可获得副产物氢也毫无疑问促进了这种依赖。其它因素也开始使得加氢处理越来越重要。其中一个因素是润滑油和燃料炼制厂用的高品质原油将如预料逐渐变得更不足。而且，包括流体催化裂化(FCC)装置的炼制厂产生大量脱烷基化的芳族难熔排出物，通常称作FCC循环油。

以前向其中混入这些FCC循环油的燃料油产品需求的减少已经增加了通过将它们混入加氢裂化器原料混合的的做法的增加。不像催化裂化，加氢裂化工艺能够有效改良这些否则难熔的材料。

加氢裂化是成熟的石油炼制工艺。加氢裂化原料在送入加氢裂化器之前总要进行加氢处理，以除去硫和氮化合物以及金属，并且使烯烃饱和使和芳族化合物部分饱和。硫、氮和氧化合物在加氢裂化之前可以作为无机硫、氮和水除去，尽管阶段间的分离可以省去，如在Unicracking-JHC工艺中。尽管所存在的大量氨可能抑制随后加氢裂化步骤中的裂化活性，但这可以通过增大加氢裂化操作的苛刻度抵消。

在加氢处理器中，许多不同的加氢反应发生，包括烯烃和芳环饱和，但要限制操作的苛刻度以使裂化最少。经加氢处理的进料接着送入加氢裂化器中，在此进行各种裂化和加氢反应。

在加氢裂化器中，裂化反应为加氢提供烯烃，而加氢反应又为裂化提供热，因为加氢反应放热而裂化反应吸热；该反应一般在产生过量热的情况下进行，因为放热加氢反应所释放的热量通常远远大于吸热裂化反应所消耗的热量。这种多余热造成反应器温度升高并加速反应速率，但通过使用氢骤冷来提供控制。

常规的加氢裂化催化剂结合了酸性作用和加氢作用。催化剂的酸性作用由多孔固体载体如氧化铝、二氧化硅-氧化铝提供，或由晶体沸石的复合材料如八面沸石、沸石X、沸石Y或丝光沸石与无定形载体如二氧化硅-氧化铝的复合材料提供。一般要求使用孔尺寸超过7A的相对大孔的多孔固体，因为构成典型原料的一大部分的大体积多环芳族化合物需要这个量级的孔尺寸，从而可进入催化剂的内部孔结构，在此进行主裂化反应。

催化裂化催化剂的加氢作用由过渡金属或金属组合提供。可以使用周期表第VIIIA族贵金属，特别是铂或钯，但是一般地，优选第IVA、VIA和VIIIA族的贱金属(base metal)，因为它们的成本低并且相对更能耐受被污染物毒害的影响。用作加氢的优选贱金属组分是铬、钼、钨、钴和镍；并且金属组合如镍-钼、钴-钼、钴-镍、镍-钨、钴-镍-钼和镍-钨-钛已经表明非常有效和适用。

催化剂中提供酸性作用的多孔载体可以包括无定形材料或晶体材料或它们二者。无定形材料对于处理含显著量大体积多环材料(芳族化合物以及多环烷)的非常高沸进料具有明显优势，因为无定形材料通常具有宽范围尺寸的孔和较大的孔，往往尺寸为100-400埃，大到足以使进料的大体积组分进入材料的内部结构内，在此可以进行酸催化反应。这种典型的无定形材料包括氧化铝、二氧化硅-氧化铝及二者的混合物，并且可以被其它无机氧化物如二氧化硅、氧化镁或二氧化钛改性。