[发明专利]加氢转化多金属催化剂及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张美国专利申请序号12/432,730、12/432,728和12/432,723、的优先权，所述专利的提交日期均为2009年4月29日。本申请主张上述专利的优先权和权益，通过参考将其内容并入本文中。

背景

本发明一般地涉及加氢加工催化剂前体、制备催化剂前体的方法、使用所述催化剂前体制备的多金属催化剂、以及使用所述多金属催化剂的加氢转化方法。

技术领域

石油工业正日益转向重质原油、残油、煤和沥青砂即更低等级的烃(“重油”)，以作为原料的来源。通过在催化剂存在下利用氢对原料进行处理以实施将至少一部分进料转化为更低分子量的烃、或实施不期望的成分或化合物的去除、或将其转化为无害或期望的化合物，可完成对这些原料的提质或精炼。

催化剂的孔结构通常在结晶阶段中或在后续处理中形成。取决于它们的主要的孔径，固体材料根据尺寸分类为三种：微孔(尺寸小于3.5nm)，中孔(尺寸为3.5～500nm)和大孔(尺寸大于500nm)。因为它们的低表面积和大的不均匀孔，大孔固体作为吸附剂和催化剂的用途是相对受限的。然而，微孔和中孔固体广泛地用于吸附、分离技术和催化中。对于有效的化学工艺，由于需要更高的可到达的表面积和孔体积，对于新型的高度稳定的中孔催化剂有着日益增长的需求。然而，高度多孔的催化剂并不必然意味着该催化剂具有很多的表面积。催化剂可能过于多孔，具有非常小的表面积，且相应地，就反应性点位而言具有低催化活性。

在现有技术中已知，制备具有中孔结构的沸石和负载型硫化物催化剂来增加表面积。仍需要一种具有改进的性能(即在最佳孔隙率和表面积下提供高收率的转化)的用于较低等级烃的加氢转化的本体/非负载型催化剂。还需要一种具有足够的孔体积/大小以用于对重油进料进行加氢处理的本体多金属催化剂。

发明概述

在一个方面中，本发明涉及由具有带有H3型滞后圈的IV型等温线的催化剂前体形成的稳定的本体多金属催化剂。在一个实施方案中，中孔的特征在于是可调的。在另一个实施方案中，所述催化剂前体的特征在于具有差的结晶结构，该差的结晶结构具有杂乱的堆叠层，即，各层的堆叠是高度随机的。

在还另一个方面中，本发明涉及由具有带有H3型滞后圈的IV型等温线的催化剂前体形成的稳定的本体多金属催化剂的制备方法。该制备方法包括：a)形成一种沉淀物，所述沉淀物包含至少一种助催化剂金属前体、至少一种VIB族金属前体、任选地配位剂和任选地至少一种稀释剂，其中所述助催化剂金属前体选自VIII族、IIB族、IIA族、IVA族及其组合；b)将至少50％的液体从沉淀物中除去以形成滤饼；c)向所述滤饼中添加成形助剂、孔形成剂、胶溶剂、稀释剂及其组合中的至少一种，形成母料混合物(batch mixture)；d)通过造粒、挤出、制片、模制、翻转、压制、喷雾和喷雾干燥中的任意一种将所述母料混合物成形为成形的催化剂前体；以及b)对所述成形的催化剂前体进行硫化以形成本体多金属催化剂。在一个实施方案中，控制配位剂的量以改变或调节催化剂前体的中孔。在另一个实施方案中，改变并控制加到成形步骤的添加剂以调节催化剂前体的中孔。

附图简述

图1是显示由具有带有H3型滞后圈的IV型等温线的中孔催化剂前体制备多金属催化剂的制备方法的实施方案的框图。

图2是显示所述催化剂前体的一个实施方案的N₂吸附(-|-)和脱附(-o-)等温线的图。

图3是显示图2的催化剂前体在0.35～1.00的相对压力范围内的N₂吸附(-|-)和脱附(-o-)等温线的图。

图4是显示所述催化剂前体的另一个实施方案的N₂吸附(-|-)和脱附(-o-)等温线的图，显示了宽的H3型脱附滞后圈。

图5是显示图4的催化剂前体在0.35～1.00的相对压力范围内的N₂吸附(-|-)和脱附(-o-)等温线的图。

图6是显示不具有IV型等温线的催化剂前体的N₂吸附(-|-)的图。

发明详述

在整个说明书中使用如下术语，除非有其他说明，否则下列术语具有如下意思。

SCF/BBL(或scf/bbl、或scfb或SCFB)是指气体(N₂、H₂等)标准立方英尺单位数每桶烃进料。

LHSV是指液时空速。