專利名稱：加氫脫金屬催化劑和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用硅鋁酸鎂(magnesium aluminosilicate)粘土的加氫脫金屬催化劑和加氫脫金屬方法。
背景技術(shù)：
隨著給料變得較重并且包含逐漸提高量的雜原子，將這些給料進行提質(zhì)的新方法具有重要性。例如，需要開發(fā)改進的加氫脫金屬方法以除去釩、鎳和其它金屬。較重的給料還需要加氫裂化和其它加氫處理以獲得更有有價值的產(chǎn)品例如汽油、柴油、噴氣燃料和潤滑油。加氫脫金屬催化劑可包含各種組分。一種可用于加氫脫金屬催化劑的組分是硅鋁酸鎂粘土。層狀硅鋁酸鎂可描述為包含交替的八面體配位的鎂原子層與四面體配位的硅原子和/或鋁原子層的粘土類型。硅鋁酸鎂粘土具有可由陽離子平衡的負層電荷。文獻具有硅鋁酸鎂粘土用作催化劑或用作催化劑組分的實例。雖然粘土的合成、特別是大規(guī)模合成困難，但是粘土就用于加氫處理反應(yīng)而言受到關(guān)注。例如，美國專利No. 3，844，978公開了一種為硅鋁酸鎂的層型、二八面體粘土狀礦物。該粘土可用作催化劑或用作催化劑組合物中的組分。美國專利No. 3，844，979公開了一種為硅鋁酸鎂的層型三八面體粘土狀礦物，包含所述硅鋁酸鎂的催化劑組合物，以及使用所述硅鋁酸鎂的加氫處理。美國專利No. 3，887，454公開了使用為硅鋁酸鎂的層型、二八面體粘土狀礦物的加氫轉(zhuǎn)化方法。還公開了催化劑組合物以及使用包含硅鋁酸鎂和加氫組分例如VIII族金屬的催化劑組合物的加氫處理反應(yīng)。美國專利No. 6，187，710和美國專利No. 6，565，643公開了合成的膨脹性粘土礦物，制備膨脹性粘土礦物的方法，以及所述膨脹性粘土礦物作為烴反應(yīng)催化劑的用途。美國專利No. 6，334，947公開了包含膨脹性粘土的催化劑組合物和該催化劑組合物在加氫處理反應(yīng)中的用途。硅鋁酸鎂是美國專利No. 6，187，710、美國專利No. 6，565，643和美國專利 No. 6，334，947中公開的膨脹性粘土的實例。需要具有改進特性的硅鋁酸鎂粘土，該硅鋁酸鎂粘土可用作加氫脫金屬催化劑和方法中的催化劑或催化劑組合物的組分。發(fā)明概述本申請公開了包含硅鋁酸鎂粘土的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土根據(jù)包括以下步驟的方法合成a)在第一反應(yīng)溫度和在環(huán)境壓力下于水性條件下將(1)硅組分、(2)鋁組分和(3) 鎂組分合并，以形成第一反應(yīng)混合物，其中所述第一反應(yīng)混合物的PH呈酸性；
b)向所述第一反應(yīng)混合物加入堿金屬堿(alkali base)以形成pH比所述第一反應(yīng)混合物的PH大的第二反應(yīng)混合物；以及c)使所述第二反應(yīng)混合物在第二反應(yīng)溫度下反應(yīng)并持續(xù)足以形成包含硅鋁酸鎂粘土的產(chǎn)物的時間。本發(fā)明的另一方面是包含按上述給出步驟合成的硅鋁酸鎂粘土的加氫脫金屬催化劑，其中所述加氫脫金屬催化劑還包含一種或多種催化活性金屬。特別有效的催化活性金屬是VIB族和/或VIII族金屬，特別是鈷、鎳、鉬和鎢。本申請還公開了包含硅鋁酸鎂粘土的加氫脫金屬催化劑組合物，其中所述硅鋁酸鎂粘土具有大于3的硅與鋁元素摩爾比并且其中硅鋁酸鎂粘土的fflSi NMR包含如表1中給出的峰。表 權(quán)利要求
1.一種包含硅鋁酸鎂粘土的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土根據(jù)包括以下步驟的方法合成a.在第一反應(yīng)溫度和在環(huán)境壓力下于水性條件下將(1)硅組分、( 鋁組分和(3)鎂組分合并，以形成第一反應(yīng)混合物，其中所述第一反應(yīng)混合物的PH呈酸性；b.向所述第一反應(yīng)混合物加入堿金屬堿以形成pH比所述第一反應(yīng)混合物的pH大的第二反應(yīng)混合物；以及c.使所述第二反應(yīng)混合物在第二反應(yīng)溫度下反應(yīng)并持續(xù)足以形成包含硅鋁酸鎂粘土的產(chǎn)物的時間。
2.權(quán)利要求1的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土占加氫脫金屬催化劑的約 1重量％ -約30重量％。
3.權(quán)利要求2的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土占加氫脫金屬催化劑的約 5重量％ -約20重量％。
4.權(quán)利要求1的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土為質(zhì)子化形式。
5.權(quán)利要求1的加氫脫金屬催化劑，其中煅燒所述硅鋁酸鎂粘土。
6.權(quán)利要求1的加氫脫金屬催化劑，該加氫脫金屬催化劑還包含無機氧化物。
7.權(quán)利要求6的加氫脫金屬催化劑，其中所述無機氧化物選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、二氧化鈦、氧化鋯以及它們的組合。
8.權(quán)利要求1的加氫脫金屬催化劑，該加氫脫金屬催化劑還包含VIB族金屬、VIII族金屬或它們的組合。
9.權(quán)利要求8的加氫脫金屬催化劑，其中所述加氫脫金屬催化劑被硫化。
10.權(quán)利要求8的加氫脫金屬催化劑，其中所述VIB族金屬是鉻、鉬、鎢或它們的組合。
11.權(quán)利要求8的加氫脫金屬催化劑，其中所述VIII族金屬是鎳、鈷、鐵、釕、銠、銥或它們的組合。
12.權(quán)利要求1的加氫脫金屬催化劑，該加氫脫金屬催化劑還包含按P2O5計算的0.5重量％ -10重量％的磷。
13.一種包含硅鋁酸鎂粘土的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土具有大于3 的硅與鋁元素摩爾比并且其中硅鋁酸鎂粘土的fflSi NMR包含如表1中給出的峰。
14.權(quán)利要求14的加氫脫金屬催化劑，其中所述硅鋁酸鎂粘土為中孔的。
15.一種包括在加氫脫金屬條件下使含烴給料與包含硅鋁酸鎂粘土的催化劑接觸的步驟的加氫脫金屬方法，其中所述硅鋁酸鎂粘土根據(jù)包括以下步驟的方法合成a.在第一反應(yīng)溫度和在環(huán)境壓力下于水性條件下將(1)硅組分、( 鋁組分和(3)鎂組分合并，以形成第一反應(yīng)混合物，其中所述第一反應(yīng)混合物的PH呈酸性；b.向所述第一反應(yīng)混合物加入堿金屬堿以形成pH比所述第一反應(yīng)混合物的pH大的第二反應(yīng)混合物；以及c.使所述第二反應(yīng)混合物在第二反應(yīng)溫度下反應(yīng)并持續(xù)足以形成包含硅鋁酸鎂粘土的產(chǎn)物的時間。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述給料包含至少5ppm釩。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述給料包含至少IOppm釩。
18.權(quán)利要求15的方法，其中所述加氫脫金屬條件包含200°C_550°C的反應(yīng)溫度，500-5000psig 的反應(yīng)壓力，0. l-15hr_1 (ν/ν)的 LHSV 和 150-15，OOOscfb 的氫氣與烴比率。
19.權(quán)利要求15的方法，其中所述給料選自真空瓦斯油、重質(zhì)常壓瓦斯油、延遲焦化瓦斯油、減粘裂化瓦斯油、脫金屬油、FCC輕循環(huán)油、減壓渣油脫浙青油、費-托料流、FCC料流以及它們的組合。
20.一種包括在加氫脫金屬條件下使含烴給料與至少包含硅鋁酸鎂粘土的催化劑接觸的步驟的加氫脫金屬方法，其中所述硅鋁酸鎂粘土具有大于3的硅與鋁元素摩爾比并且其中硅鋁酸鎂粘土的fflSi NMR包含如表1中給出的峰。
全文摘要
本發(fā)明涉及加氫脫金屬催化劑和使用硅鋁酸鎂粘土的加氫脫金屬方法。所述硅鋁酸鎂粘土具有特征性的29Si NMR光譜。硅鋁酸鎂粘土是一系列具體反應(yīng)步驟的產(chǎn)物。簡言之，本發(fā)明的催化劑和方法中所使用的硅鋁酸鎂粘土通過以下步驟進行制備在水性條件下和在酸性pH下，將硅組分、鋁組分和鎂組分合并，以形成第一反應(yīng)混合物，隨后將該第一反應(yīng)混合物的pH調(diào)節(jié)到大于約7.5以形成第二反應(yīng)混合物。使該第二反應(yīng)混合物在足以形成硅鋁酸鎂粘土的條件下反應(yīng)。所得硅鋁酸鎂粘土兼具有用于加氫脫金屬催化劑和方法的高的表面積和活性。
文檔編號C01B33/32GK102215961SQ200980146013
公開日2011年10月12日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月3日
發(fā)明者A·E·庫珀曼, C·J·迪倫, T·梅森 申請人:雪佛龍美國公司