[发明专利]含有增强酸性位点分布的稳定Y沸石的中间馏分加氢裂化催化剂

说明书

技术领域

本文公开了一种改进的加氢裂化催化剂，与常规的SY沸石相比，所述加氢催化剂含有增强酸性位点分布的稳定Y沸石(SY)。所述SY沸石的特征还在于具有高纳米孔体积(HNPV)。

与常规的SY基加氢裂化催化剂相比，使用HNPV SY沸石组分的成品加氢裂化催化剂显示出较少的气体产生(例如产生较低价值的C₁-C₄气体)，更高的加氢效率以及更高的重中间馏分产品收率(380-700°F)和质量。

背景技术

催化加氢加工(hydroprocessing)是指在较高温度和压力下使含碳原料与氢气以及催化剂接触，以除去不想要的杂质和/或将原料转化为改进产品的石油精炼方法。

加氢裂化是一种重要的炼油方法，用于生产在250-700°F(121-371℃)范围内沸腾的中间馏分产品，如煤油和柴油。加氢裂化原料含有大量有机硫和氮。必须除去所述的硫和氮以达到燃料规格。

加氢裂化装置总是生产出环境友好的产品，即使在对产品的环境法规增强之前。没有其他方法可以利用低价值、高芳香性、高硫和高氮的原料，并生产出一系列所期望的低硫产品：LPG、高品质柴油、富氢FCC原料、乙烯裂化器原料和/或优质润滑油装置原料。现代加氢裂化在20世纪60年代初实现商业化的。这些早期装置将轻质原料(从常压原油塔)转换成高价值、高需求的汽油产品。另外，高的加氢裂化装置的体积(超过20％)显着地增加炼油厂的盈利。由于这些强大的特性，多年来加氢裂化装置的产能稳步上升。

对汽油和柴油的环境法规增加已经使得加氢裂化成为可使全世界的产能更进一步增加的最主要的方法。将最新近的基础加氢裂化装置设计成从日益困难的原料例如FCC轻循环油、重质减压瓦斯油和重质焦化器瓦斯油中最大化中间馏分的生产。如同它们的前代那样，最现代的加氢裂化装置即使使用日益要求更高的原料，也能产生高价值、环境友好的馏分油产品，包括大体积的超低硫柴油(ULSD)。早期一代的加氢裂化装置是在10000桶/天的范围内，而现今许多新的装置超过100000桶/天。

对中间馏分需求的增长、高硫燃料油的市场衰退、和日渐严格的环境法规将炼油厂，尤其是纳尔逊复杂性指数转换能力(Nelson Complexity Index)较低的那些，置于巨大的利润压力下并甚至迫使许多炼油厂停产。这种近期趋势已经引起对于馏分油定向转化技术的一些基层项目。很少有，即使有的话，炼油厂将它们的转化策略集中在FCC技术上，许多FCC装置以低严苛度馏分油模式运行或者有时候转变成丙烯生产器。加氢裂化为加工机会原油(opportunity crudes)同时产生优质的清洁燃料提供了更高的灵活性，其改善了炼油厂利润。因此，仅在过去十年中，在全球范围内已有90多套固定床加氢裂化装置得到许可。许多新的炼油厂和炼油厂扩建的目标是达到400000桶/天(BPSD)或更高的生产能力，这在很多情况下提高了平均加氢裂化装置产能，其超过65000到70000BPSD的常规单列容量。

通常，常规的加氢裂化催化剂挤出物由以下组成(1)至少一种酸性组分，所述酸性组分可以是结晶的硅铝酸盐和/或无定形二氧化硅氧化铝；(2)粘合材料如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅等；和(3)选自周期表第6和8-10族中的一种或多种金属，特别是镍、钴、钼和钨。

在加氢裂化过程中发生两大类反应。第一类反应涉及加氢处理，在这类反应中杂质如氮、硫、氧和金属从原料中除去。第二类反应涉及加氢裂化，在这类反应中碳-碳键在氢气的存在下裂解或加氢裂化，产生较低沸点的产物。

加氢裂化催化剂是双重功能的：通过金属组分促进加氢/脱氢反应，并且通过固体酸组分促进裂解反应。两种反应都需要存在高压氢。

在加氢裂化期间，通过使原料与催化剂接触而形成碳阳离子。碳阳离子进行异构化和脱氢以形成烯烃，或在β位置裂解形成烯烃和新的碳阳离子。这些中间产品进行加氢以形成下表中所列出的低沸点中间馏分产品。