[发明专利]生产含金属催化剂的方法

说明书

公开了一种制造催化剂材料的方法，其中将最终催化剂的活性金属成分添加到用于挤出催化剂材料的混合物中，所述混合物包括粘结剂、一种或多种贱金属和/或一种或多种贵金属的一种或多种前体，和沸石晶体。然后将挤出的催化剂材料预煅烧和离子交换，然后施加最终煅烧步骤。也公开了通过这种方法制成的催化剂材料，以及使用所述催化剂处理烃料流的方法。

领域

本申请涉及制备含金属催化剂的方法，由此制备的催化剂和使用催化剂的方法。

背景

许多石油化工工艺使用催化剂。例如，硫化合物的脱除和脱蜡需要分子筛的异构化活性，加氢脱硫/加氢脱氨(HDS/HDN)利用元素金属的化学。实现高水平的HDS/HDN活性通常需要大浓度的元素金属(Co/Mo、Ni/Mo或Ni/W)，即若干重量％。元素金属通常使用初湿含浸(incipient wetness impregnation)施加到分子筛/粘结剂挤出物上。

许多商业催化剂也含有大孔隙体积和大表面积活性材料或载体。对于一些用途，这些材料可能需要在制备载体后，例如在挤出后浸渍催化活性金属。

典型的浸渍方法要求制备所需金属的盐的溶液和例如通过喷涂将该溶液施加到载体上，然后干燥载体以除水，和煅烧以分解金属盐和形成活性金属中心。这些浸渍步骤在制造方案中增加额外的成本和加工时间。

在高金属浓度下实现良好的金属分散是具有挑战性的并且可能导致挤出物孔隙堵塞和金属附聚/分布不均。孔隙堵塞会降低沸石的效用，而金属附聚会降低加氢处理(hydrotreatment)(HDT)效果。因此，实现良好的性能要求以足够大的孔径优化起始元素挤出，其在用元素金属浸渍时不会被完全堵塞。尽管可行，但提高的孔隙率也会导致降低的机械完整性。

此外，这些催化剂中的大孔隙体积可能要求额外注意和优化干燥过程，以小心地除去在浸渍过程中吸收的水。浸渍通常要求喷洒含金属的溶液直至挤出物饱和水平以使金属尽可能均匀遍布挤出物，这对于高孔隙度的载体会造成大量吸水。为了防止金属的分布不良，必须在干燥速率方面优化干燥过程。浸渍溶液体积的不准确计算或非最佳干燥速率会导致活性金属的分布不均和成品催化剂的性能不佳。

概述

公开了一种制备在催化剂材料的整个横截面中具有改进的元素金属分布并随之改进催化剂性能的催化剂材料的方法。

因此，本公开的方法的一个方面是一种生产催化剂材料的方法，其包含：

混合粘结剂、多孔结晶材料、水和贱金属Ni或Co或两者的混合物的一种或多种前体，以形成可挤出糊料；

挤出所述糊料以形成生坯(green)催化剂挤出物；和

预煅烧所述生坯催化剂挤出物以形成预煅烧挤出物；

离子交换所述预煅烧挤出物以获得离子交换挤出物；和

煅烧所述离子交换挤出物以获得催化剂材料。

混合步骤可进一步包含一种或多种贱金属W或Mo或两者的混合物的一种或多种前体。混合步骤可再进一步包含一种或多种贵金属Pt或Pd或两者的混合物的一种或多种前体。

附图简述

图1A和1B分别是根据实施例2制备并具有1重量％Ni和5重量％W的生坯挤出物和成品挤出物的照片。

图2是在实施例3中制备并具有2重量％Ni和10重量％W的成品催化剂的照片。

图3是实施例5A中制备的具有2重量％Ni和6重量％Mo的乙酸铵交换催化剂的照片。