有选择性的双功能多金属烃类转化催化剂组合物及其使用方法技术

公开了一种新颖的催化剂和它在烃转化工艺过程中的应用。该催化剂包括难熔的无机氧化物，Ｐｔ族金属、ⅣＡ族（ＩＵＰＡＣ１４）金属和特定比率的Ｅｕ。在烃类转化，特别是在重整中的应用，显著地提高了对所希望的汽油或芳烃产品的选择性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
有选择性的双功能多金属烃类转化催化剂组合物及其使用方法本专利技术的主题是在成品催化剂中，以特定浓度的三种或三种以上金属相结合为特征的新颖的双功能催化剂组合物，和在烃类转化反应中它的应用。在许多应用方面，特别是在石油和石油化工方面，广泛地使用具有加氢-脱氢功能和裂化功能两种功能的催化剂，以促进范围很宽的烃类转化反应。裂化功能一般涉及通常用作重金属组分，例如Ⅷ族(IUPAC8-10)金属的支持体或载体的多孔吸附性难熔氧化物型的酸性作用材料，所述重金属组分主要起加氢-脱氢功能。呈化合或元素态的其它金属可以影响裂化和加氢-脱氢功能的一者或两者。另一方面，本专利技术包含源于新颖催化剂用途的改进方法。利用这些双功能催化剂，以促进各种各样的烃转化反应，例如脱氢、加氢、氢化裂化、氢解、异构化、脱硫、环化、烷基化、聚合、裂化和加氢异构化反应。具体地，利用本专利技术的催化剂，改进了重整方法，提高了对汽油和芳烃产品的选择性。催化整重涉及许多竞争过程或反应程序。这些包括环己烷脱氢成芳烃、烷基环戊烷脱氢异构化成芳烃，环烃脱氢环化成芳烃、链烷烃加氢裂解成汽油沸程外的轻烃产品，烷基苯的脱烷基化和链烷烃的异构化。在重整过程中发生这些反应中某些反应，例如氢化裂解产生轻链烷烃气，对汽油沸程产品的产率有有害的影响。因此，在催化重整中过程的改进是朝向提高影响给定辛烷值的汽油馏分的更高产率的这些反应这一目标。重要的关键是双功能催化剂显示出初始有效执行其特定功能和执行这些特定功能的满意的寿命这两方面的能力。在具体的烃转化反应情况下测量具体催化剂执行其目的功能如何，在本领域中所使用的参数是活性，选择性和稳定性。在重整反应中，这些参数定义如下：-->(1)活性是在指定的严格条件下，测量催化剂将烃反应物转化成产物的能力，严格条件是表示反应条件的组合，反应条件是：温度、压力、接触时间和氢气分压。活性一般是指定为在给定的严格条件下由一定原料得到的戊烷和重烃(“C+5”)产品物流的辛烷值，或反之指定为实现给定辛烷值所要求的温度。(2)选择性指的是在特定的活性值下，从给定原料得到的石油化工产品芳烃或C+5汽油产物的产率百分比。(3)稳定性是指每单位时间或每单位处理原料活性或选择性的变化速率。活性稳定性一般是以实现给定C+5产物辛烷值每单位时间或单位原料的操作温度的变化速率来测量，温度变化的低速率对应于良好的活性稳定性，因为催化重整装置通常在较稳定的产物辛烷值下操作。选择性稳定性是以每单位时间或每单位原料C+5产品或芳烃产量的降低速率来测量。改进重整催化剂性能的方案是通过汽油再配制，接着广泛除去铅抗爆添加剂，以降低车辆有害排放物来促进。提高汽油质量的方法如催化重整必须以高效率和更大的灵活性操作，以满足这些变化的要求。为使汽油各组分适合这些需要，同时避免较低价值产品的损失，催化剂的选择性正变得更重要。所以在本
内研究者面临的主要问题是开发更高选择性催化剂，同时保持催化剂的有效活性和稳定性。本领域技术教导各种各样石脑油原料催化重整的多金属催化剂。其中的大多数包括选择了铂族金属、铑和ⅣA族(IUPAC14)金属。US-A-3915845号公开了用一种催化剂进行烃类的转化，所述的催化剂包括一种pt族金属、ⅣA族金属、卤素和与pt族金属的原子比为0.1-1.25的镧系元素。优选的镧系元素是La、Ce、和特别是Nd。US-A-4039477号公开了一种用于烃美催化加氢处理的催化剂，所述的催化剂包括一种难熔金属氧化物、pt族金属、Sn和选自Y、Th、U、Pr、Ce、La、Nd、Sm、Dy和Gd中的至少一种金属，在后面的金属对pt为较低的比率时得到了有利的结果。US-A5254518号教导了一种包含Ⅷ族贵金属、ⅣB族氧化物和在非晶形SiO2-Al2O3上载有稀土氧化物，优选为Nd或Y的催化剂。-->本专利技术的目的是提供一种改进了烃类转化选择性的新颖催化剂。本专利技术的进一步的目的是提供了一种提高了汽油或芳烃产物选择性的重整方法。本专利技术特别是源于这样的发现，即载于卤化Al2O3上的含pt、Sn、Eu的催化剂在烃类重整反应中显示出了芳构化对裂化的有利比率。本专利技术的主要实施方案是一种包括难熔无机氧化物、ⅣA族(IUPAC14)金属、Pt族金属和La系金属的催化剂。La系金属与Pt族金属的原子比优选至少为1.3，更优选为1.5或1.5以上，和最优选为2-5。催化剂也最好优选包括卤素、特别是氯。在优选的实施方案中，难熔无机氧化物是Al2O3、Pt族金属是Pt，和ⅣA族(IUPAC14)金属是Sn,Pt族金属是Pt和La系金属选自Eu和Yb的至少一种。非常优选的催化剂包括在Al2O3载体上的Sn、Pt和大部分为EuO的Eu。再者，本专利技术是利用本专利技术的催化剂的烃原料转化的方法。优选的烃转化反应是利用本专利技术的催化剂使石脑油原料催化重整以提高汽油和/或芳烃产量的反应。转化反应更优选包括脱氢环化以提高芳烃产量的反应。最佳的石脑油原料包括C6-C8烃类、在催化重整装置中，它产生苯、甲苯和二甲苯中的一种或多种。图1表示使用本专利技术的催化剂和现有技术催化剂处理石脑原料时裂化和芳构化产量的比较。图2表示处理石脑油原料时，现有技术和本专利技术催化剂重整选择性的比较。图3表示三种含Eu的催化剂与不含Eu的对比催化剂C+5与芳烃产量的比较。图4表示含Eu催化剂的相对活性和选择性与Eu含量的函数关系。因此，本专利技术的主要的实施方案是一种包含一种难熔的无机氧化物载体，元素周期表ⅣA(IUPAC14)族的至少一种金属(参见Cotton andWilkinson,Advanced Inorganic Chemistry,John Wiley&Sons(FifthEdition,1988)]，一种Pt族金属和一种La系金属的催化剂。本专利技术所使用的难熔无机氧化物载体通常是多孔的吸附性的表面积为-->25-500m2/g的高表面积载体。在组成方面多孔载体材料也应当是均匀的，并且相对于烃转化反应过程所使用的条件下是难熔的。术语“组成均匀”的意思是载体不分层，没有其组成中固有组分的浓度梯度，和组成是完全均匀的。因此，如果该载体是两种或两种以上难熔材料的混合物，那么在整个载体上这些材料的相对量是恒定的和均匀的。在本专利技术范围内包括在双功能烃转化催化剂中通用的载体材料，例如：(1)难烷无机氧化物，例如氧化铝、氧化镁、TiO2、ZrO2、氧化铬、ZnO、ThO2、B2O3、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁、氧化铬-氧化铝、Al2O3-B2O3、SiO2-ZrO2等；(2)陶瓷、瓷土、铝土矿；(3)SiO2或硅胶、碳化硅、粘土和合成制备或天然存在的硅酸盐、它可用或不用酸处理、例如美国活性白土、硅藻土、漂白土、高岭土或(美国)硅藻土；(4)结晶的沸石硅铝酸盐，例如X-沸石、Y-沸石、丝光沸石、β-沸石、Ω-沸石或L-沸石，或氢型或最优选非酸型，其中一种或几种碱金属占据阳离子可交换位置；(5)非沸石分子筛，例如磷铝酸盐或磷硅铅酸盐；和(6)这些组的一种或几种的一种或几种材料的组合。难熔载体材料优选包括一种或几种无机氧化物，其中用于本专利技术的难熔无机氧化物优选Al2O3。适宜的Al2O3材料是结晶的Al2O3，通称为γ-Al2O3,η-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂组合物，包含一种难熔无机氧化物载体，以元素计含０．０１－５质量％ⅣＡ族（ＩＵＰＡＣ１４）金属组分，以元素计的０．０１－２质量％Ｐｔ族金属组分和以元素计的０．０５－５质量％Ｅｕ组分，其中５０％以上的Ｅｕ以ＥｕＯ存在。

【技术特征摘要】
1、一种催化剂组合物，包含一种难熔无机氧化物载体，以元素计含0.01-5质量％ⅣA族(IUPAC14)金属组分，以元素计的0.01-2质量％Pt族金属组分和以元素计的0.05-5质量％Eu组分，其中50％以上的Eu以EuO存在。2、按权利要求1的催化剂组合物，其中难熔无机氧化物包括Al2O3。3、按权利要求1或2的催化剂组合物，其中Pt族金属组分包括Pt组分。4、按权利要求1-3的任一项的催化剂组合物，其中ⅣA族(IUPAC14)金属组分包括S...

【专利技术属性】
技术研发人员：PL博格丹，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]