[发明专利]纳米级沸石负载型催化剂和其制备方法

说明书

根据所描述的一个或多个实施例，沸石负载型催化剂可以通过包括以下的方法合成：将胶体混合物与金属氧化物载体材料组合以形成载体前体材料；加工所述载体前体材料以形成载体材料；以及用一种或多种金属浸渍所述载体材料，以形成所述沸石负载型催化剂。所述胶体混合物可包括纳米级沸石晶体，并且所述纳米级沸石晶体的平均尺寸可小于100nm。

相关申请的交叉参考

本申请要求2016年4月11日提交的美国临时申请序列号62/320,938的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于石化燃料化学转化的催化剂。更具体来说，本公开涉及可用于加氢处理的催化剂的制备方法。

背景技术

加氢裂化是一种多用的催化方法，其通过在氢气存在下的芳族饱和、裂化以及异构化反应将重油转化为较轻产物。这些加氢裂化处理需要加氢裂化催化剂，其可以至少部分地裂化重油中存在的大分子。例如，环烷烃和多芳烃可以在加氢裂化过程中部分转化。大多数加氢裂化催化剂使用沸石作为载体材料。然而，这些催化剂在重油转化率和稳定性方面存在限制。例如，常规的加氢裂化催化剂可能具有差的多环芳烃裂化转化率。另外，这类催化剂的制造可能是昂贵且耗时的。

发明内容

沸石可用作加氢裂化催化剂的裂化组分。根据本发明所描述的实施例，减小沸石粒度可以有效地减小或甚至消除重油分子扩散到沸石中的限制，从而提高催化剂活性和选择性。然而，纳米级粒子难以洗涤和分离，导致分离成本高且沸石产率降低。此外，纳米级粒子在煅烧过程和水热处理过程中容易聚集。本发明所描述的制备它们的催化剂和方法不需要从合成的胶体混合物中分离纳米级沸石。因此，避免了分离所需的成本和时间。

根据本公开的一个实施例，沸石负载型催化剂可以通过包含以下的方法合成：将胶体混合物与金属氧化物载体材料组合以形成载体前体材料；加工载体前体材料以形成载体材料；以及用一种或多种金属浸渍载体材料以形成沸石负载型催化剂。胶体混合物可包含纳米级沸石晶体，并且纳米级沸石晶体的平均尺寸可小于100nm。

根据本公开的另一个实施例，沸石负载型催化剂可以通过包含以下的方法合成：提供包含纳米级沸石晶体的胶体混合物；将包含纳米级沸石晶体的胶体混合物与氧化铝组合以形成载体前体材料；加工载体前体材料以形成载体材料；以及用一种或多种金属浸渍载体材料以形成沸石负载型催化剂。纳米级沸石晶体的平均尺寸可小于100纳米(nm)。

根据本公开的另一个实施例，沸石负载型催化剂可包含20wt.％(wt.％)至75wt.％的多孔氧化铝、20wt.％至30wt.％的金属催化剂材料的％以及5wt.％to 50wt.％的纳米级沸石。纳米级沸石的平均尺寸可小于100nm。沸石负载型催化剂的表面积可为至少180平方米/克(m²/g)。

根据本公开的另一个实施例，沸石负载型催化剂可以通过包含以下的方法合成：提供包含纳米级沸石晶体的胶体混合物；将包含纳米级沸石晶体的胶体混合物与金属氧化物载体材料组合以形成载体前体材料；加工载体前体材料以形成载体材料；以及用一种或多种金属浸渍载体材料以形成沸石负载型催化剂。加工载体前体的步骤可包含：干燥载体前体材料以形成可挤出材料；塑形载体前体材料；以及水热处理载体前体材料。纳米级沸石晶体的平均尺寸可小于100nm。

本公开中所描述的实施例的其它特征和优点将在下文中的详细描述中阐述，并且对所属领域的技术人员而言，一部分根据所述描述是显而易见的，或由如本公开中(包括下文中的详细描述、权利要求书以及附图)所描述地实践所述技术而意识到。

附图说明

当结合以下附图阅读时，可最好地理解下文中的本公开具体实施例的详细描述，其中相同的结构用相同的指代编号表示，并且其中：