[发明专利]新型渣油加氢处理催化剂

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2013年3月15日的名称为“Novel Resid Hydrotreating Catalyst”（新型渣油加氢处理催化剂）的专利申请No. 61/790,064的权益，所述专利申请的公开内容据此以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及包含金属的重质烃油的催化加氢处理。具体地讲，本发明涉及催化剂载体、制备所述催化剂载体的方法、使用所述载体制备的催化剂组合物以及使用上述催化剂组合物减少重质烃油和渣油的硫和金属含量的工艺。

背景技术

在石油炼制工业中，通常有用的是通过加氢处理对某些油和馏分如重质油和渣油提高等级。此类加氢处理工艺的例子是加氢脱金属、加氢脱硫和加氢脱氮。在这些工艺中，在存在氢的情况下在升高的压力和温度下使原料与加氢转化催化剂接触。由于生态法规所实行的严格要求，炼制工业已变得日益更加集中于生产具有高品质并且具有最少含量的污染物诸如硫、氮和重金属的更清洁燃料。

加氢处理工艺中使用的催化剂一般包括来自周期表6族、9族和10族的催化活性金属，并且通常负载于氧化铝上，所述氧化铝可与其他无机耐火材料诸如二氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆等等组合。辅助促进剂或添加剂诸如卤素、磷和硼也已用于增强催化特性。为了由加氢处理工艺实现最大效应，有必要对所需的加氢处理反应优化催化剂活性和选择性。催化剂活性和选择性由诸如以下的因素决定和影响：催化剂载体、催化剂的性质和特性、促进剂的活性和选择性以及所用的制备和活化方法。

在重质原料包含有机金属化合物的情况下，加氢处理催化剂的有效性往往会相对快速地下降，特别是当杂质为大于约10至20ppm的金属诸如溶解的镍和钒时尤其如此。据说这些金属杂质沉积在这些催化剂的表面上和孔隙中，从而降低了其有效性。

具有低康拉逊碳残留物的经加氢处理的烃原料也是炼制工业中高度所需的。碳残留物是烃形成焦炭的趋势的量度。以重量%表示的碳残留物可作为微碳残留物(MCR)测量。经加氢处理的残留原料中的MCR含量是重要参数，因为经加氢处理的残留物通常充当炼焦器或流化催化裂化(FCC)装置的进料。降低经加氢处理的残留物中的MCR含量减少炼焦器中生成的低价值焦炭的量并增加FCC装置中生成的汽油的量。

为此，仍然需要开发这样的催化剂组合物，其较便宜和/或在加氢处理工艺期间能更有效地从烃进料流、特别是重质烃进料流移除金属和/或硫污染物。仍然还需要在加氢处理工艺期间提供良好MCR转化率的改进加氢脱金属和/或加氢脱硫催化剂。

发明内容

本发明提供可用于制备催化剂载体的氧化铝基组合物，所述催化剂载体具有尤其适于制备脱金属和脱硫加氢转化催化剂的孔隙体积分布。根据本发明，氧化铝组合物通过共沉淀工艺制备，其中通过后续添加酸溶液接着添加碱溶液，来施加pH变化的至少两个循环。本发明的催化剂组合物表现出增强的催化活性和稳定性以在加氢处理工艺期间在重质烃馏分中移除金属，与此同时减少硫和微碳残留物(MCR)的含量。

在本发明的一个实施方案中，提供了氧化铝组合物，所述组合物包含球形或基本上球形的粒子，所述粒子具有小于1.0的晶体尺寸X射线衍射比(020:120)。本发明的氧化铝组合物通常具有大于0.9cc/g的总氮孔隙体积，以及约250至约500m²/g范围内的BET表面积。

在本发明的另一个实施方案中，提供了可用于制备氧化铝组合物的低温pH摆动工艺，由所述氧化铝组合物制得的催化剂载体和负载型催化剂具有增强的催化活性和稳定性以在加氢处理工艺期间在重质烃馏分中移除金属及减少硫和微碳残留物(MCR)的含量。本发明的pH摆动工艺包括通过添加酸溶液接着添加碱溶液，而在约15℃至约72℃的温度下执行pH变化的至少两个循环，从而得到根据本发明的共沉淀的氧化铝。

在本发明的又一个实施方案中，提供了具有独特的孔隙结构的氧化铝基催化剂载体。本发明的氧化铝载体使用本发明的创新性氧化铝组合物制备，并且具有一定孔隙体积分布，使得大比例的其孔隙体积处于具有约200Å至约500Å范围内的直径的孔隙中。

本发明的另一个实施方案提供了改进的负载型加氢处理催化剂，以便在加氢处理工艺期间减少包含金属的重质烃原料中的金属含量。根据本发明的催化剂通过如下方式制备：将催化活性6族、9族和10族金属或前体金属化合物及任选的磷化合物浸渍在根据本发明的催化剂载体上。