[发明专利]加氢和脱氢催化剂的制备

说明书

技术领域

本发明涉及适合于实现加氢和/或脱氢反应的催化剂的制备。

背景技术

在精炼和石油化学工业中，烃的加氢和脱氢是重要的反应。这种反应的非限制性实例包括重整、脱蜡、加氢裂化、加氢处理、和加氢精制。许多这样的反应采用包含贵金属组分的催化剂，所述贵金属组分被沉积在由与无定形粘结剂组合的多孔结晶材料构成的载体上。

目前，大多数贵金属催化剂是通过将铂和/或钯络合物浸渍到催化剂载体上而制得的。然后干燥所述催化剂以去除水，并在空气中煅烧以分解金属络合物从而在载体表面上留下高度分散的铂和/或钯氧化物。然后，通过在氢存在下还原贵金属氧化物以产生活性铂和钯位点来活化催化剂。然而，在催化剂活化（特别是在水蒸气存在下）和投入生产的操作这两者期间，催化剂活性由于金属烧结而下降，金属烧结出现在细分散的铂和钯粒子聚集并且活性金属表面降低时。

本发明试图通过提供新方法来解决该问题，所述新方法是通过预处理将贵金属锚定剂添加到催化剂载体表面上并由此降低对金属烧结的倾向并显著改善催化剂的稳定性。尽管改善了稳定性，但添加贵金属锚定剂对初始催化剂活性或选择性似乎没有可测量的负面影响。

美国专利5,041,401公开了沸石催化剂组合物，所述组合物包含(a)沸石组分，(b)占据了沸石孔的非构架的多价金属氧化物组分，所述非构架的多价金属氧化物通过包括在含有约百万分之1至100份水的气氛中在至少约600℃的温度下煅烧的方法掺入到沸石组分的孔中，和(c)贵金属组分。据称，金属氧化物组分(b)的存在赋予了操作中贵金属组分(c)显著增加的抗聚集和/或迁移性，但将金属氧化物掺入到沸石孔中有望改变催化剂成品的活性和选择性。

在应用催化A：总则308（2006）（Applied Catalysis A:General 308(2006)）,111-118页,Kanda等人的题为“铝改性对用于噻吩氢硫化的负载在MCM-41上的Pt的催化性能的影响（Effect of aluminum modification on catalytic performance of Pt supported on MCM-41 for thiophene hydrosulfurization）”的文章中公开了MCM-41的氧化铝改性改善了Pt/MCM-41加氢脱硫催化剂的Pt分散和催化活性。然而，在该文章中没有公开或建议铝改性会提高沉积在结合的MCM-41催化剂上的贵金属的抗聚集性。

发明内容

在一方面，本发明涉及用于生产适合于实现烃加氢和/或脱氢反应的含金属的催化剂组合物的方法，该方法包括：

(a)提供包含与基本上无定形的粘结剂组合的多孔结晶材料的催化剂载体；

(b)用能够与载体表面和与金属组分结合的锚定材料处理催化剂载体；

(c)将所述金属组分的前体沉积在催化剂载体的表面上；然后

(d)将具有沉积在其上的所述前体的处理过的催化剂载体暴露于有效条件下以将所述前体转化成金属组分并导致所述锚定材料与载体表面和与金属组分结合。

适当地，所述多孔结晶材料是硅酸盐或硅铝酸盐。

在一个实施方式中，所述多孔结晶材料是中孔材料，例如选自MCM-41、MCM-48、MCM-50、及其混合物的中孔材料。

适当地，所述无定形粘结剂是无机氧化物材料。

在一个实施方式中，所述锚定材料选自氧化磷、磷含氧酸、氧卤化磷、及其混合物。

在另一个实施方式中，所述锚定材料是选自元素周期表第4和13族的金属的硝酸盐，例如硝酸铝、硝酸锆、及其混合物。

适当地，所述金属组分包括至少一种选自元素周期表第6至10族的金属及其化合物和混合物，例如铂、钯、及其化合物和混合物。

适当地，所述前体包括所述金属组分的络合物，并且所述沉积(c)通过浸渍或离子交换来进行。

适当地，(d)包括在含氧气氛中加热处理过的催化剂载体以将前体转化成金属组分的氧化物，以及然后在含氢气氛中加热处理过的催化剂载体以将氧化物转化成金属组分。

在其它方面，本发明涉及通过本文中描述的方法生产的含金属的催化剂组合物，以及该催化剂组合物在降低芳族化合物在含芳族化合物的烃进料中的浓度的方法中的用途。

附图说明