[发明专利]用于流化催化裂化工艺的汽油硫减少催化剂

说明书

本发明涉及用于流化催化裂化工艺的汽油硫减少催化剂。本发明是一种组合物，它适用于从石油精炼工艺产生的产物，尤其是流化催化裂化(FCC)工艺生成的汽油产物中减少含硫物质。该组合物包含沸石、钇和至少一种选自锌、镁和锰的元素，其中的钇和所述元素作为阳离子存在。钇和锌优选作为交换至沸石上的阳离子存在。所述沸石优选沸石Y。

本申请是申请日为2006年2月24日，申请号为200680013643.3(国际申请号为PCT/US2006/006795)，发明名称为“用于流化催化裂化工艺的汽油硫减少催化剂”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及用于流化催化裂化工艺的经改良的催化剂组合物。本发明催化剂组合物能减少通常被发现作为这类工艺的汽油馏分流的一部分的硫化合物。因此，当本发明用作这类工艺中的催化剂时，本发明提供含明显较低量含硫化合物的轻和重汽油馏分产物流，和经改良的催化裂化工艺。

发明背景

催化裂化是商业上广泛运用的石油精炼工艺。事实上，在美国，流化催化裂化(FCC)工艺产生大量的炼油厂汽油混合池。在该工艺中，大多数反应发生在蒸气相中，在升高的温度下，在催化剂的存在下，所发生的反应使重烃原料转化为较轻的产物。从而原料被转化为汽油、馏出液和其它液体馏分产物流以及每个分子具有4个或更少碳原子的更轻的气态裂化产物。催化裂化工艺的三个典型步骤包括：裂化步骤，其中的重烃进料流被转化成较轻的产物，从催化剂材料除去被吸附的烃的汽提步骤，和从催化剂材料中烧去焦碳形成物的再生步骤。经再生的催化剂再被循环并再应用于裂化步骤。

经催化裂化的原料一般含有有机硫化合物，例如硫醇、硫化物、噻吩、苯并噻吩、硫芴和其它含硫物质。裂化工艺的产物因此趋于含有硫杂质，即使在裂化工艺中，主要通过非噻吩的硫化合物的催化分解，已使约半数的硫化合物转化为硫化氢。参见，Wormsbecher等，National Petroleum Refiners Meeting，New Orleans，论文AM-92-15(1992)。已经发现，噻吩化合物是最难除去的。裂化产物中硫的特定分布取决于多种因素，包括进料、催化剂类型、添加剂的存在、转化率和其它操作条件，但是，不管怎样，某一比例的硫，包括随后讨论的来自轻循环油馏分的硫，还是易于进入轻或重汽油馏分并过渡到产物池。

尽管石油原料一般含有多种含硫污染物，一个主要关注点是，未取代和烃基取代的噻吩及其衍生物，例如噻吩、甲基噻吩、乙基噻吩、丙基噻吩、四氢噻吩、苯并噻吩等，在FCC工艺的重和轻汽油馏分产物流中的存在。噻吩化合物的沸点一般介于轻和重汽油馏分的沸点之间，因此，被浓缩于这些产物流中。随着例如Reformulated Gasoline(RFG)条例中越来越多的环境条例被应用于石油产物，已有许多尝试，意图减少产物的硫含量尤其是可归于噻吩化合物的硫含量。

一个途径是通过在开始裂化前进行氢化处理，以从FCC进料中除去硫。虽然非常有效，但该途径在设备及其运行的投资成本方面较昂贵，因为氢消耗高。另一途径是经氢化处理，从已裂化产物中除去硫。虽然有效，但该解决方案仍有缺点，当高级辛烷烯属组分变得饱和时，会失去有价值的产物辛烷。

从经济的观点看，希望在本身的裂化工艺过程中实现噻吩硫的去除，因为这会有效地使汽油混合池的主要组分脱硫，而无需额外处理。已经开发出多种催化材料以在FCC加工循环中去除硫。例如，已经表明，浸渍矾的FCC催化剂减少了产物硫的含量(参见美国专利6,482,315)。该参考文献还公开了基于浸渍锌的矾土的硫减少添加剂。