用于制备烃的催化剂制造技术

描述了一种加氢热解催化剂以及使用该催化剂的方法。所述催化剂包含载体和活性金属组分，其中所述催化剂是蛋壳型催化剂，其在所述载体的外侧部分中具有活性金属组分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备烃的催化剂
本专利技术涉及一种改进的用于由生物质制备烃的方法中的加氢热解催化剂。
技术介绍
研发出将生物质转化为有价值的产物——尤其是可用作运输燃料或用于其它化学加工中的产物——的方法相当受人关注。美国专利申请公布文本N0.2010/0251600 (将其内容通过援引加入的方式纳入本文)记载了一种由生物质制备液体产物的多级方法，其中将所述生物质在容纳分子氢和脱氧催化剂的反应容器中进行加氢热解，从而制得经部分脱氧的热解液体、炭(char)和第一阶段过程热。将所述经部分脱氧的热解液体使用加氢转化催化剂进行氢化，从而制得基本上完全脱氧的热解液体、含一氧化碳和轻质烃气体(&至(；)的气体混合物、和第二阶段过程热。然后将所述气体混合物在蒸汽重整装置中重整，从而制备经重整的分子氢。然后将所述经重整的分子氢引入所述反应容器中以对另外的生物质进行加氢热解。需要改进的可用于这种类型的方法中的催化剂以使得其对于以工业规模实施这种方法而言在经济和技术方面是可行的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述催化剂为蛋壳型催化剂，其具有位于所述载体外侧部分中的活性金属组分。本专利技术还提供了一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述总的活性金属组分中的至少60重量％位于所述载体的外侧50%体积。本专利技术还提供了一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述活性金属组分分布在渗透深度为催化剂直径的3至15%的所述催化剂的外壳区域和所述催化剂的剩余中心中，以使得所述催化剂的外壳区域中的平均浓度与剩余中心中的平均浓度的比例在1.3:1至6:1的范围内。本专利技术提供了一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述催化剂的中心包含基本活性金属浓度并且所述催化剂的剩余外壳区域包含提高的活性金属浓度，其中所述中心的直径为至少200 μ m并且所述外壳区域具有在40 μ m至500 μ m范围内的渗透深度。本专利技术还提供了一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述载体包含外壳区域和中心区域；所述中心区域被定义为位于所述载体的半径的25%之内的所述载体的体积，所述外壳区域为所述载体的外表面和所述半径的75%之间的载体的体积；并且所述外壳区域中的平均活性金属浓度与所述中心区域中的平均活性金属浓度的比例为 1.3:1 至 6:1。本专利技术还提供了一种将生物质转化为产物的方法，所述方法包括:使所述生物质与氢气在加氢热解催化剂流化床的存在下、在加氢热解条件下反应容器中接触；以及将产物、炭、灰分和经磨耗的催化剂细粉从所述反应容器中移出，其中所述加氢热解催化剂为蛋壳型催化剂。本专利技术另外还提供了一种将生物质转化为产物的方法，所述方法包括:使所述生物质与氢气在新鲜加氢热解催化剂流化床的存在下、在加氢热解条件下的反应容器中接触；将产物、炭、灰分和经磨耗的催化剂细粉从所述反应容器中移出；实施所述接触步骤和所述移出步骤一段时间使得所述新鲜加氢热解催化剂在所述流化床中磨耗以形成小的催化剂颗粒；以及将所述小的催化剂颗粒中的至少一部分与所述产物和炭移出；其中所述产物以离床速度(exit bed velocity)离开所述流化床,所述炭具有小于所述离床速度的沉降速度，所述新鲜加氢热解催化剂具有大于所述离床速度的沉降速度，所述小的催化剂颗粒具有小于所述离床速度的沉降速度并且所述加氢热解催化剂为本文中所描述的任何合适的催化剂。【附图说明】图1描绘了加氢热解方法的工艺流程。图2描绘了操作期间反应容器的内部。图3描绘了一种合适的加氢热解催化剂的实施方案。图4描绘了 一种合适的加氢热解催化剂的实施方案。[0021 ]图5描绘了来自实施例1的催化剂A的平均金属分布。图6描绘了来自实施例1的催化剂B的平均金属分布。【具体实施方式】本方法用以将生物质转化为可满足汽油、柴油机燃料、喷气发动机燃料和/或其它有价值的液体烃产物规格的液体产物。用于加氢热解反应器的生物质进料可包括各种各样来自植物的材料、木质素、木质素纤维素生物质和水生生物质，其中所述来自植物的材料包括生物精炼厂和农业废料；来自动物以及人类的材料，包括从来自炼脂厂的脂肪、家禽粪月巴、污泥到来自水产养殖(例如渔业)的废料的一切在内。优选的来自植物的原料包括木质素、木材和藻类。藻类可包括全藻(whole algae)和藻渣，例如在用以移除脂质、蛋白质和/或碳水化合物的任何提取方法后得到的残渣。可将来自城市固体废物堆的材料(例如塑料、在海洋环流系统中累积的塑料残渣、纸张、卡纸板、庭园废物和食物残渣等)的混合物供入加氢热解反应器中。认为当快速加热时分解为沸点在汽油、柴油或煤油范围中的经氧化的烃和/或未氧化的烃的任何材料可潜在地用作原料。因此，以上给出的备选原料中的任一种、以及这些原料中两种或多种的任意混合物应该为对于美国专利申请公布文本N0.2010/0251600中所公开的专利技术的加氢热解和加氢转化方法而言可接受的进料。通常通过筛分和干燥而制备生物质进料以用于所述反应中。对生物质以及进料处理方法的选择对所述反应中形成的炭的特性起较重要的作用。所述方法的另一种主要进料为氢气。可引入氢气以用于该方法中，或可在蒸汽重整装置中制备氢气。可将所述加氢热解方法中所制得的轻质烃(&至(;)和一氧化碳供入所述蒸汽重整装置中。其它气体(例如有C0、C02、H2(^PH2S)可以痕量存在，只要其存在不会实质性地影响所述方法所需的高H2分压即可。所述加氢热解反应在提供用于制备经部分脱氧的热解液体、炭、轻质烃(C1至C4)和一氧化碳的合适加氢热解条件下实施。所述反应的温度可在约300°C至约600°C的范围内，优选在约350°C至约540°C的范围内，更优选在约399°C至约450°C的范围内。所述反应的压力可在约1.38MPa至约6.0OMPa的范围内，优选在约1.72MPa至约5.50MPa的范围内，更优选在约2.06MPa至约5.0OMPa的范围内，最优选在约2.76MPa至约4.14MPa的范围内。反应器中的加氢热解催化剂为流化床的形式。进料和产物向上通过床的速度足以使催化剂维持流化状态。产物中的大部分在加氢热解反应条件下处于气体形式，因此沿向上的方向通过所述床。它们通过床的上部分而离开催化剂床。气体产物离开所述催化剂床的速度在本文中称为离床速度。离床速度将是进料速率、反应速率、反应器压力和温度以及反应器尺寸的结果。为了维持反应器中催化剂床的上部分，离床速度必须不能过高，以防止所述蒸汽夹带催化剂颗粒并携带它们与所述产物一起到塔顶。催化剂或在反应器中所形成的其它固体被蒸汽所夹带的趋势由各颗粒的沉降速度决定。颗粒的沉降速度为颗粒在流体中移动时所达到的最终速度，并且当所述流体对所述颗粒的阻力与所述颗粒所受的重力相等且相反时达到。颗粒的沉降速度为颗粒的密度、颗粒的直径、流体(气体)密度和重力加速度的函数。参见Kunii，Daizo和OctaveLevenspiel, Fluidization Engineering.第 2 版(Butterworth-Heinemannl991),第 80页，将其内容通过援引加入的方式纳入本文。将形状和其它因素纳入通过实验确定的无量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述催化剂为蛋壳型催化剂，其具有位于所述载体的外侧部分中的活性金属组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.14 US 61/559,2551.一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述催化剂为蛋壳型催化剂，其具有位于所述载体的外侧部分中的活性金属组分。2.一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中总活性金属组分中的至少60重量％位于所述载体的外侧50%体积。3.权利要求2所述的催化剂，其中所述总活性金属组分中的至少75重量％位于所述载体的外侧50%体积。4.权利要求1至3中任一项所述的催化剂，其中所述活性金属组分选自镍、钴、钥及其混合物。5.一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述活性金属组分分布在渗透深度为催化剂直径的3至15%的所述催化剂的外壳区域以及所述催化剂的剩余中心中，以使得所述外壳区域中的平均浓度与所述催化剂的剩余中心中的平均浓度的比例在1.3:1至6:1的范围内。6.权利要求5所述的催化剂， 其中所述外壳区域的渗透深度为离所述催化剂表面的如下最小深度，在此处所述活性金属浓度处于在所述催化剂的几何中间处的活性金属浓度±10%的范围内。7.权利要求5所述的催化剂，其中所述催化剂的中心具有在300至500μ m范围内的直径。8.权利要求5所述的催化剂，其中所述催化剂中总活性金属组分的最高30重量％在所述外壳区域中。9.一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述催化剂的中心包含基础活性金属浓度并且所述催化剂的剩余外壳区域包含提高的活性金属浓度，其中所述中心的直径为至少200 μ m并且所述外壳区域的渗透深度在40 μ m至500 μ m范围内。10.一种包含载体和活性金属组分的加氢热解催化剂，其中所述载体包含外壳区域和中心区域；所述中心区域被定义为所述载体半径的25%之内的载体体积，所述外壳区域为外表面和所述半径的75%之间的载体体积；并且所述外壳区域中的平均活性金属浓度与所述中心区域中的平均活性金属浓度的比例为1.3:1至6:1。11.一种将生物质转化为产物的方法，包括: a.使所述生物质与氢气在加氢热解催化剂流化床的存在下、于加氢热解条件下的反应容器中接触；以及 b.将产物和炭从所述反应容器中移出， 其中所述加氢热解催化剂为蛋壳型催化剂。12.—种将生物质转化为产物的方法，包括: a.使所述生物质与氢气在加氢热解催化剂流化床的存在下、于加氢热解条件下的反应容器中接触；以及 b.将产物和炭从所述反应容器中移出， 其中所述加氢热解催化剂为权利要求1至10中任一项所述的催化剂。13.权利要求11至12中任一项所述的方法，其中所述炭的沉降速度小于所述离床速度的 90%。14.权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述炭的沉降速度小于所述离床速度的 75%015.权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述加氢热解催化剂的沉降速度大于所述离床速度的110%。16.权利要求11至15中任一项所述的方法，其中所述加氢热解催化剂的沉降速度大于所述离床速度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·德尔帕乔，L·S·克劳斯，M·J·罗伯茨，C·J·麦克劳德，T·L·马克，L·G·费利克斯，M·B·林克，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL