[发明专利]使用硅铝磷酸盐分子筛的催化裂化方法及其应用

说明书

本发明是关于使用美国专利USP4，440，871中介绍的，特别选择的硅铝磷酸盐分子筛制成的裂化催化剂的催化裂化方法。

到目前为止，裂化催化剂的发展一般限于用作裂化催化剂的改进沸石的制备，以及这种沸石与其它无机氧化材料的相互作用。下列专利代表了沸石基裂化催化剂的现有技术：美国专利USP3，140，249和3，352，796公开了由分散在硅质基中的沸石形成的转化催化剂的应用;美国专利USP3，312，615公开了混合基质组分，例如含有沸石、无机氧化基质和惰性细粉（可能是α氧化铝）的催化剂的应用;美国专利USP3，542，670公开了分别添加了氧化铝和沸石的非结晶硅-铝催化剂;美国专利USP3，428，550公开了含有沸石、非结晶水合氧化铝和氧化铝-水合物的催化剂。

已经知道使用具有低含量碱金属，且单位晶粒尺寸小于大约24.45的沸石能改进Y沸石的蒸气和热稳定性，参见USP，NOS.3，293，192和Re.28，629（USP3，402，996的再公告）;另外，现有技术（USP3，591，488）公开了在800°F-1500°F范围内，用水处理氢或铵形式的沸石，然后用阳离子（可以是稀土金属阳离子）将蒸气和水处理过的沸石进行阳离子交换，该方法增加了沸石的晶体结构以及缺陷结构中硅与氧化铝的摩尔比;USP3，676，368公开了含6-14%稀土金属氧化物的稀土金属交换了氢的八面沸石;USP3，957，623公开了含有总量为1-10%稀土金属氧化物的稀土金属交换沸石;USP3，607，043公开了含0.3-10%（重量）稀土金属的沸石的制备方法;USP4，036，739公开了水热稳定和氨稳定的Y沸石，其中钠Y沸石是用铵离子部分交换钠离子，然后蒸气焙烧，与铵进一步离子交换，使最终的钠氧化物含量降低至1%以下，焙烧再次交换的产物，或根据USP3，781，199，在沸石与高熔点氧化物混合后再进行第二次焙烧。

以上讨论的现有技术代表过去和现在用于流化床催化裂化（FCC）催化剂的组成，最近在美国专利4，440，871中公开了一类新材料，这种新材料是结晶的微孔硅铝磷酸盐（“SAPO”）的分子筛，並且一般作为可用于裂化过程的“SAPO组合物”公开在70和71栏内，用正丁烷裂化试验，通过LOK评价了该专利中几种“SAPOS”的催化活性，根据这些数据计算出一级反应速率常数（参见72和73栏）。尽管所有SAPO试验的一级反应速率常数（SAPO5、11、17、31、34、37和44）表明有催化活性，但速率常数在0.2-7.4变化;虽然LOK的正丁烷裂化试验提供了所公开的SAPO的“催化裂化活性指示”，但要注意这些试验是用新鲜的、末经蒸气处理的SAPO进行的。假定新鲜的、末经蒸气处理的SAPO的裂化数据与这种材料在FCC过程中的实际性能有关，则可以根据LOK的数据推测以SAPO-5为基的催化剂至少与SAPO-37为基的催化剂同样有效，可能更好。因为在73栏的表中SAPO-5的正丁烷裂化速率常数的范围为1.4-7.4，而SAPO-37为1.1-1.6。然而，已经知道新鲜的、末经蒸气处理的分子筛的裂化活性一般在FCC过程中不能给出指示，而商业催化剂在FCC的再生段需要经受非常苛刻的水热环境，在这些过程中，FCC催化剂的分子筛组分一般会损失掉短期使用时新鲜催化剂活性的大部分。因此，应该根据用蒸气或类似水热处理后的活性来评价FCC催化剂的适用性。

在尚待审批的美国申请号935，599（代理人登记号14，697-2），同时申请並共同转让的美国申请675，285的后续申请中公开了硅铝酸盐和特定的硅铝磷酸盐的混合物的应用。

由流化床催化裂化（FCC）生产的汽油在美国汽油辛烷池中代表最大的混合组分，根据1984年的专门研究，FCC汽油占生产的全部汽油的近35%。FCC汽油是一种有价值的组合物，因为其辛烷值｛R+M｝/286.5至87.5，大大高于在同一时间池中的辛烷值（85.9），因此，当与其它较低辛烷值的组分混合时可增加池的辛烷值。由于1986年EPA提出停止使用铅的计划，显然美国汽油辛烷池的辛烷值必须从85.9增至88以上，以满足汽车不使用铅的要求。现已经用几种炼制方法来满足提高辛烷值的要求，这几种炼制方法包括重整、异构化、烷基化和FCC。