结构增强的裂化催化剂制造技术

一种裂化催化剂包含基本惰性核和活性壳，该活性壳含有沸石催化剂和基质。同时记载了该裂化催化剂的制备和使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结构增强的裂化催化剂 鹏申i青,X， 该申请是2007年6月20日递交的美国系列申请11/765， 784的部分继续申请。
技术介绍
本专利技术涉及包含含沸石并且具有极高活性和其他所需特性的微球体的新型流化催化裂化催化剂，该催化剂的制备方法以及该催化剂对裂化石油原料的用途，特别是在短停留时间方法下。 石油加工裂化方法提供来自重质原油蒸馏馏份如瓦斯油及残余物的轻质产物如液化石油气(LPG)和汽油的生产。现行裂化技术通常可分为两类热裂化(又名蒸汽裂化)和催化裂化。特别地，流化催化裂化(FCC)是在炼油厂中用于将低价值重质烃类升级为高价值轻馏分和LPG的转化方法。该方法使用固体酸催化剂如沸石在提升管反应器/流化床再生系统中促进裂化反应。 自20世纪60年代以来，大多数工业流化催化裂化催化剂已经包含沸石作为活性组分。此类催化剂已经采取同时含有活性沸石组分和非沸石组分的称为微球体的小颗粒形式。非沸石组分经常是指用于催化剂的沸石组分的基质。 在现有技术的流化催化裂化催化剂中，通过两种常规技术之一将活性沸石组分结合入催化剂的微球体中。在一种技术中，使沸石组分结晶且随后在单独步骤中将其结合入微球体中。在第二技术即原位技术中，首先形成微球体且随后在微球体中使沸石组分本身结晶以提供同时含沸石和非沸石组分的微球体。 很早以前就认识到为了流化催化裂化催化剂工业上成功，它必须具有工业上可接受的活性、选择性和稳定性特性。它必须足够活性以产生经济上有吸引力的产率，它必须对生成所需产物且不生成非所需产物具有良好选择性，并且它必须足够水热稳定和耐磨以具有工业使用寿命。 工业催化裂化方法中特别不合要求的两种产物是焦炭和氢气。相对汽油产率，这些产物产率的甚至微小增长也能引起重大实际问题。例如，焦炭生成量的增加可引起在催化剂的高度放热再生中通过烧除焦炭而生成的热的不合要求的增加。相反地，不足的焦炭生成可扭曲裂化过程的热平衡。此外，在工业炼油厂中，昂贵的压縮机用来处理高容量气体如氢气。因此，生成氢气的体积增加会显著增加炼油厂的资本费用。 其教导通过交叉引用引入本文的美国专利4， 493， 902公开了包含耐磨、高沸石含量、含有大于约40重量％、优选50-70重量％ Y八面沸石的催化活性微球体的新型流化裂化催化剂和通过在多孔微球体中结晶大于约40%的钠型Y沸石制备该催化剂的方法，该多孔微球体由化学反应性的煅烧粘土即偏高岭土(经受与脱羟作用有关的强吸热反应的煅烧高岭土)和在比用于将高岭土转化为偏高岭土的那些更严格的条件下煅烧的高岭粘土(即经受特有的高岭土放热反应的煅烧高岭粘土，有时称为尖晶石态煅烧高岭土)组成。在优选的实施方案中，将含两种形式的煅烧高岭粘土的微球体浸入加热的碱性硅酸钠溶液中，优选直到微球体中可获得的最大量的Y八面沸石结晶。3 在实施'902专利记载的专利技术时，在结晶引发剂(晶种)存在下，使由经受煅烧经过放热的高岭土和偏高岭土组成的微球体与苛性碱富集的硅酸钠溶液反应，将微球体中的二氧化硅和氧化铝转化为合成的钠八面沸石(沸石Y)。从硅酸钠母液中分离微球体，与稀土、铵离子或两者进行离子交换以形成稀土或各种已知的稳定态催化剂。'902专利的技术提供了获得高沸石含量与高活性、良好选择性和热稳定性以及耐磨性的组合所需的和独特的结合的方法。 上述技术已经得到了普遍的工业成功。由于也耐磨的高沸石含量微球体的可获得性，目前专门设计的催化剂对具有特定性能目标的炼油厂有效，例如无需导致昂贵的机械重新设计的改进的活性和/或选择性。目前提供给国内和国外炼油厂的FCC催化剂的重要部分基于这一技术。流化催化裂化装置受最大可允许再生器温度或鼓风机容量限制的炼油厂寻求引起焦炭产生减少的选择性改进，而气体压縮机限制使减少气体生成的催化剂非常合乎需要。看起来焦炭的细微减少可代表对具有鼓风机或再生器温度限制的流化催化裂化装置的操作的重要经济效益。 裂化催化剂的裂化活性和汽油选择性的改进不一定同时得到。因此，裂化催化剂可具有显著的高裂化活性，但是如果该活性在损害汽油的情况下引起对焦炭和/或气体的高水平转化，该催化剂将具有有限效用。目前的FCC催化剂中的催化裂化活性可同时归因于沸石和非沸石(例如基质)组分。沸石裂化倾向于是汽油选择性的。而基质裂化倾向于是较小汽油选择性的。与稀土阳离子进行合适的离子交换处理后，由'902专利中记载的原位方法制备的高沸石含量微球体既是高活性的又是高汽油选择性的。随着这些未混和微球体的沸石含量增加，活性和选择性同时趋向增加。这可以通过随着沸石含量增加而基质含量减少和非选择性基质裂化的重要作用降低来解释。因此，高沸石含量微球体的沸石含量的增加据报告已经是非常合乎需要的。 尽管由'902专利的方法形成的催化剂的活性和选择性特性已经实现，一般而言，与通过将沸石成分结合入基质中制备的流化催化裂化催化剂相比，该催化剂具有相对低的总孔隙率。特别是在有些情况下，此类催化剂的微球体具有小于约O. 15cc/g，或甚至小于约0. 10cc/g的总孔隙率。 一般而言，'902专利的微球体具有小于0. 30cc/g的总孔隙率。在这里使用的"总孔隙率"是指通过水银孔率法测定的直径为35-20,000A的孔的体积。据'902专利记载令人惊讶的是总孔隙率小于约0. 15cc/g的微球体显示出发现的活性和选择性特性。例如，此结果与现有技术公开内容即低孔容积"可由于扩散限制导致选择性损失"相反。 人们普遍相信'902专利中形成的催化剂微球体的相对低孔隙率并没有有害影响活性和选择性特性，因为'902专利的微球体相对在该专利中使用的一般FCC加工条件不是扩散限制的。特别是，关于将要裂化的原料的催化剂接触时间通常为5秒或更长。因此，虽然通过在基质中机械结合入沸石而形成的一般FCC催化剂可能更多孔，现有技术FCC提升管中的反应时间没有在活性或选择性产生任何优势。这一结果得出在FCC催化剂中、至少沸石的外部结构中传送方法绝非限制性的结论。与此相反作的主张与事实不一致并且容易视为是自我论证的。重要地，根据'902专利制备的微球体的耐磨性优于将结晶沸石催化组分物理结合入非沸石基质的常规FCC催化剂。 然而最近，已经开发了急剧降低催化剂和将要裂化的原料之间的接触时间的FCC装置。通常，反应器为提升管，其中催化剂和烃原料进入提升管底部并且通过提升管输送。 热催化剂实现烃在通过提升管过程中的裂化和从提升管中排出，将裂化产物从催化剂分 离。然后将催化剂输送到再生器中，在此去除焦炭，从而清洁催化剂且同时提供催化剂在提 升管反应器中需要的热。较新的提升管反应器在较低的停留时间和较高的操作温度下操作 以最小化焦炭选择性和焦炭的差。 一些设计甚至不使用提升管，进一步将接触时间降低到 小于1秒。由于硬件变化可改进汽油和干气选择性。这些流化催化裂化装置改进独立于购 买的催化剂类型营销，意味着在现有技术的催化剂工艺没有系统问题。 FCC型方法中加工越来越重的原料和此类原料提高焦炭生产和产生不合要求产物 的趋势也已经导致使原料与催化剂接触的新方法。与FCC催化剂接触很短接触周期的方法 已引起特别兴趣。因此，在提升管中不到3秒的短接触时间，和l秒或更短的超短接触时间 已经显示出对汽油的选择性的改进而降低了焦炭和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化裂化催化剂，其包含：基本惰性核；和在所述核周围的活性催化壳，所述催化壳包含沸石催化剂和基质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DM斯托克韦尔，JM马考伊，
申请(专利权)人：巴斯夫催化剂公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]