利用含水气流活化硅质载体上的贵金属催化剂制造技术

提供了用于活化负载在硅质载体上的贵金属催化剂的系统和方法。所述活化方法可以包括在50℃或更低的温度下加热所述催化剂期间限制水蒸气压力的量和/或接触所述水蒸气压力的时间。这可以通过将加热的气体同时引入多反应器系统的多个反应器中来实现。用于将加热的气体引入多个反应器的合适的系统可以对应于具有多个加热的氢气管线的系统，所述氢气管线用于将加热的氢气输送到多反应器系统内的多个反应器。

Activation of noble metal catalysts on siliceous supports by aqueous gas flow

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用含水气流活化硅质载体上的贵金属催化剂
提供了用于还原和/或硫化包括在硅质载体如沸石载体上的一种或多种贵金属的催化剂的系统和方法。
技术介绍
贵金属催化剂通常在加氢操作环境中用于多种目的。使用贵金属催化剂的加氢操作的实例包括但不限于加氢裂化工艺、脱蜡工艺和芳烃饱和/加氢精制工艺。用于负载贵金属的催化剂载体材料可以根据工艺的性质而变化。使用贵金属催化剂的困难之一是在催化剂制造时间与加氢操作开始之间维持催化剂的活性。具体来说，在制造贵金属催化剂之后，通常需要将这种催化剂装载到反应器中，然后活化使用。通常的活化程序可包括用于将金属氧化物转化为具有较低氧化数的金属态的还原步骤和/或用于制备金属硫化物的硫化步骤，所述金属硫化物通常被视为加氢操作催化剂的活性形式。美国专利7,407,909描述了贵金属催化剂的异位还原和干法钝化的方法。
技术实现思路
在多个方面，提供了一种用于活化贵金属催化剂的方法。所述方法包括在包含至少0.7kPa-a的水的气流的存在下加热催化剂，所述催化剂包含0.05wt％至5.0wt％的在包含金属氧化物的载体上的贵金属。所述加热可以使所述催化剂的温度从40℃或更低，如30℃或更低的温度升高到50℃或更高的温度。在所述载体中，所述金属氧化物中约20mol％或更多的金属原子可对应于硅。任选地，如果所述载体包括结晶金属氧化物，那么所述结晶金属氧化物中约50mol％或更多的金属原子可对应于硅。结晶金属氧化物的实例包括沸石，如ZSM-48，和介孔结晶氧化物，如MCM-41。所述催化剂在所述加热之前可以具有0.60或更高的分散，并且所述加热的催化剂也可以具有0.60或更高的分散。所述气流任选地可以任选地包括氢气、氮气或其组合物。在一些方面，接触时间可以对应于从所述加热开始到所述催化剂温度为50℃的时间，所述接触时间的时间-水乘积为40或更小，所述时间-水乘积定义为以kPa为单位的水分压与以小时为单位的所述接触时间的平方根的乘积。在一些方面，所述催化剂可以包括Pt、Pd或其组合物。在一些方面，所述催化剂可以包括0.1wt％至1.5wt％的贵金属。在一些方面，所述气流可以包括至多40kPa-a，如3.5kPa-a至40kPa-a的水。在一些方面，例如在所述催化剂(如催化剂床中的加氢操作催化剂)在所述加热之前包括1.0wt％或更多的水的方面，所述气流中的所述水可以对应于从所述催化剂解吸的水。在一些方面，所述加热可以包括以每小时15℃或更低的速率加热所述催化剂。在一些方面，所述方法可以进一步包括在包含10.5kPa-a或更少(或者4.0kPa-a或更少)的水的气流的存在下，将所述催化剂从50℃或更高的温度加热到200℃或更低的温度。在一些方面，所述方法可以进一步包括在包含至少5vol％H2和2.0kPa-a或更少(或者1.4kPa-a或更少)的水的还原气流的存在下，将所述催化剂从200℃或更低的温度加热到200℃至250℃的温度。在多个方面，提供了一种多反应器反应系统。所述系统可以包括一个或多个加热器，所述一个或多个加热器包含一个或多个加热器入口和一个或多个加热器出口。所述一个或多个加热器入口可与含氢气流源流体连通。所述系统可以进一步包括多个反应器。所述多个反应器中的至少两个反应器可以经由所述一个或多个加热器出口中的至少一个加热器出口与所述含氢气流源间接流体连通。任选地，所述至少两个反应器可包括一个或多个包含加氢操作催化剂的催化剂床。所述加氢操作催化剂任选地包含贵金属加氢操作催化剂。在一些方面，所述加氢操作催化剂可包括包含金属氧化物的载体。任选地，所述金属氧化物中约20mol％或更多的金属原子可对应于硅。任选地，所述金属氧化物可以对应于结晶金属氧化物，并且所述结晶金属氧化物中约50mol％或更多的金属原子可以对应于硅。在一些方面，所述一个或多个加热器中的至少一个加热器可以进一步包括加热器进料入口和加热器进料出口，所述多个反应器中的第一反应器与所述加热器进料出口流体连通。附图说明图1示意性地示出了包括多个反应器和多个加热的氢气管线的反应系统的一个实例。图2示出了包括在硅质载体上的贵金属的多种催化剂的金属分散值，所述催化剂在接触含有多种水分压的气流的同时被加热。图3示出了包括在硅质载体上的贵金属的催化剂的金属分散值，所述催化剂在含有水分压的气流的存在下被还原。图4示出了包括在硅质载体上的贵金属的催化剂的金属分散值，所述催化剂在含有水分压的气流的存在下被还原。图5示出了包括在硅质载体上的贵金属的催化剂的金属分散值，所述催化剂在含有多种水分压的气流的存在下被还原。图6示出了包括在硅质载体上的贵金属的多种催化剂的金属分散值，所述催化剂在接触含有多种水分压的气流的同时以多种加热速率被加热。图7示出了包括在硅质载体上的贵金属的催化剂的金属分散值，所述催化剂在含有水分压的气流的存在下被还原。图8示出了接触含有多种水分压的气流的催化剂的水吸收和解吸的热重分析。图9示出了接触含有多种水分压的气流的催化剂的水吸收和解吸的热重分析。图10示出了包括在硅质载体上的贵金属的催化剂的金属分散值，所述催化剂在含有水分压的气流的存在下被还原。具体实施方式综述在多个方面，提供了用于活化负载在硅质载体上的贵金属催化剂的系统和方法。已经发现贵金属催化剂对于接触水的耐受性可以根据催化剂的状态而变化。在硅质载体上形成贵金属催化剂后，通常可以在引入反应器之前将催化剂储存。在此储存期间和/或在引入反应器之后的期间，减少或最小化接触水可能是有益的。在此期间，硅质载体上的贵金属催化剂易于在催化剂上吸附大量的水，这可能导致金属在催化剂上的分散减小。通常，在催化剂活化之前，可以通过在催化剂上维持惰性气体(如氮气)的覆盖来保护引入反应器中的催化剂，其中惰性气体覆盖基本上不含水，如小于0.001wt％水。催化剂活化可以指在将催化剂装载到反应器中之后以及在使催化剂接触烃或含烃流之前进行的多种程序。催化剂活化通常可以包括加热阶段，以将催化剂温度升高至适合于下一活化阶段的温度，取决于活化之前催化剂的状态，所述下一活化阶段可以对应于还原催化剂或可以对应于硫化催化剂。任选地，可以认为催化剂的硫化是活化过程的最后阶段，或者可以通过将催化剂接触含硫的烃流而发生硫化。在催化剂加热到足够高的温度，如加热到至少35℃或至少50℃之前，一直需要减少或最小化与水接触。在达到35℃或更高或50℃或更高的温度后，催化剂与水接触会导致减少或最小化在催化剂上的水的吸附量。这种对水蒸气的敏感性降低会一直持续到催化剂被充分加热以达到大约150℃的温度为止，此时催化剂上的金属开始还原。开始加热之前的温度可以是任何方便的温度，如40℃或更低，或者30℃或更低，或者25℃或更低，或者20℃或更低。还发现，在低温下使水接触贵金属催化剂是可以接受的。在低温下可容许的水接触量可取决于催化剂载体的性质、水分压和接触水分压期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于活化贵金属催化剂的方法，所述方法包括：在包含至少0.7kPa-a的水的气流的存在下加热催化剂，所述催化剂包含0.05wt％至5.0wt％的在包含金属氧化物的载体上的贵金属，所述加热使所述催化剂的温度从40℃或更低的温度升高到50℃或更高的温度，所述金属氧化物中约20mol％或更多(或50mol％或更多)的金属原子包含硅，所述催化剂在所述加热之前包含0.60或更高的分散，加热的所述催化剂包含0.60或更高的分散，所述气流任选地包含氢气、氮气或其组合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170803 US 62/540,6541.一种用于活化贵金属催化剂的方法，所述方法包括：在包含至少0.7kPa-a的水的气流的存在下加热催化剂，所述催化剂包含0.05wt％至5.0wt％的在包含金属氧化物的载体上的贵金属，所述加热使所述催化剂的温度从40℃或更低的温度升高到50℃或更高的温度，所述金属氧化物中约20mol％或更多(或50mol％或更多)的金属原子包含硅，所述催化剂在所述加热之前包含0.60或更高的分散，加热的所述催化剂包含0.60或更高的分散，所述气流任选地包含氢气、氮气或其组合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体包含结晶金属氧化物，所述结晶金属氧化物中约50mol％或更多的金属原子包含硅，所述结晶金属氧化物任选地包含沸石、介孔载体材料或其组合物。


3.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中所述载体还包含粘结剂，所述粘结剂任选地包含氧化铝。


4.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中所述载体包含ZSM-48、MCM-41或其组合物。


5.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中所述加热使所述催化剂的温度从30℃或更低的温度升高到50℃或更高的温度。


6.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中接触时间包括从所述加热开始到所述催化剂的温度为50℃的时间，所述接触时间的时间-水乘积为40或更小，所述时间-水乘积定义为以kPa为单位的水分压与以小时为单位的所述接触时间的平方根的乘积。


7.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中所述催化剂包含Pt、Pd或其组合物，或其中所述催化剂包含0.1wt％至1.5wt％的贵金属，或它们的组合。


8.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中所述气流包含3.5kPa-a或更高、或者5.0kPa-a或更高、或者10kPa-a或更高的水；或
其中所述气流包含40kPa-a或更少、或者30kPa-a或更少、或者25kPa-a或更少的水；或...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·J·麦卡锡，保罗·波德夏洛，加里·P·施莱歇，蒂莫西·L·希尔伯特，泰克慕·胡，艾瑞克·D·乔思科，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US