包含杂环极性化合物的加氢处理催化剂组合物、制造这样的催化剂的方法及使用这样的...的制作方法_2

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] 煅烧成型粒子可具有介于以下范围内的表面积(通过采用队的BET方法、ASTM测 试方法D 3037来测定):50m2/g至450m2/g,优选75m2/g至400m 2/g,且最优选IOOmVg至 350m2/g〇
[0036] 煅烧成型粒子的平均孔径(埃,A )在50至200、优选70至150且最优选75至 125范围内。
[0037] 煅烧成型粒子的孔体积在0. 5cc/g至I. lcc/g、优选0. 6cc/g至1.0 cc/g且最优选 0· 7至0· 9cc/g范围内。
[0038] 孔径大于350 1的孔包含小于总孔体积的百分之十(10% )的煅烧成型粒子, 优选地,孔径大于350 A的孔包含小于总孔体积的7. 5%、且最优选小于5%的煅烧成型 粒子。
[0039] 本文提及的煅烧成型粒子的孔大小分布及孔体积为如通过压汞孔隙仪、ASTM测试 方法D4284测定的那些特性。煅烧成型粒子的孔大小分布的测量在25°C下通过任何适宜的 测量仪器使用140°的接触角与474达因/cm的汞表面张力来实施。
[0040] 在本发明的一个优选实施方式中,在一个或多个浸渍步骤中使用一种或多种包含 至少一种金属盐的水溶液的金属组份浸渍煅烧成型粒子,其中金属盐溶液的金属化合物是 活性金属或活性金属前体。
[0041] 金属元素为选自IUPAC元素周期表的6族(例如铬(Cr)、钼(Mo)及钨(W))以及 IUPAC元素周期表的9族及10族(例如钴(Co)及镍(Ni))的那些。磷(P)也是期望的金 属组份。
[0042] 对于9族及10族金属,金属盐包括9族或10族金属乙酸盐、甲酸盐、柠檬酸盐、氧 化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐及其两种或更多种。优选的金属盐为金属硝酸盐, 例如镍或钴的硝酸盐或二者。
[0043] 对于6族金属,金属盐包括6族金属氧化物或硫化物。优选包含6族金属及铵离 子的盐,例如七钼酸铵及二钼酸铵。
[0044] 考虑载体材料中水溶液待浸渍的孔体积及待后来引入负载有金属组份的载体材 料中的杂环化合物添加剂的量,来选择浸渍溶液中金属化合物的浓度,以在本发明的最终 组合物中提供期望的金属含量。通常,浸渍溶液中金属化合物的浓度为0. 01摩尔/升至 100摩尔/升范围内。
[0045] 其中具有引入的金属组份的载体材料的金属含量可取决于待使用本发明经添加 剂浸渍的组合物的应用,但通常用于加氢处理应用,9族及10族金属组份(即钴或镍)可以 以0. 5wt. %至20wt. %、优选Iwt. %至15wt. %且最优选2wt. %至12wt. %范围内的量存 在于其中具有引入的金属组份的载体材料中。
[0046] 6族金属组份(即钼或妈)、优选钼可以以5wt. %至50wt. %、优选8wt. %至 40wt. %且最优选12wt. %至30wt. %范围内的量存在于其中具有引入金属组份的载体材 料中。
[0047] 上文所提及的金属组份的重量%基于干燥载体材料及作为元素的金属组份,而与 金属组份的实际形式无关。
[0048] 为提供本发明的经添加剂浸渍的组合物,将杂环化合物添加剂引入如上文所述其 中还引入活性金属前体的载体材料中。使用杂环化合物添加剂来填充已负载有活性金属前 体的载体材料的孔的大部分可用孔体积,由此提供含有包含金属组份及杂环化合物添加剂 的载体材料、或基本上由其组成、或由其组成的组合物。
[0049] 浸渍负载有金属的载体材料的优选方法可以是任何标准熟知的孔填充方法,其中 通过利用毛细管作用将液体抽吸至负载有金属的载体材料的孔中来填充孔体积。期望用杂 环化合物添加剂填充负载有金属的载体材料的至少75%的孔体积。优选用杂环化合物添加 剂填充负载有金属的载体材料的至少80%的孔体积,且最优选用杂环化合物添加剂填充至 少90 %的孔体积。
[0050] 可将组合物原样装入反应容器中或装在反应器系统内,该容器或该系统在制备硫 化进料中或在引入硫化进料之前经受启动程序,该硫化进料可包括硫化剂或包含一定浓度 的有机硫化合物的烃原料。
[0051] 本发明的显著方面在于将负载有活性金属前体的载体材料在其负载至反应容器 或系统中之前不进行煅烧或硫化,以将其最终用作加氢处理催化剂,但其可在延迟进料引 入启动程序中经原位硫化。延迟进料引入启动程序更全面阐述于下文中。此外,已确定,在 氢处理及硫化之前当用杂环化合物添加剂填充负载有活性金属前体的载体材料时可获得 催化活性的改进。因此,通过在催化剂递送及使用前消除或至少不产生与煅烧及硫化相关 的成本,不仅实现某些经济益处,还获得更具活性的催化剂。
[0052] 已发现,经杂环化合物添加剂浸渍、随后用氢处理然后用硫化合物处理的负载有 活性金属前体的载体材料提供具有以下特征的加氢处理催化剂:相对于负载有活性金属前 体、但是在氢及硫处理以前已经用极性添加剂(例如二甲基甲酰胺)与烃油的混合物浸渍 的载体材料相比,具有更大的加氢脱硫及加氢脱氮活性。
[0053] 在制备本发明组合物中,可使用任何适宜方法或方式用杂环化合物添加剂浸渍负 载有金属的载体材料。优选的浸渍方法可为其中通过利用毛细管作用将液体抽吸至负载有 金属的载体材料的孔中来填充孔体积的任何标准熟知的孔填充方法。期望用杂环化合物添 加剂填充负载有金属的载体材料的至少75%的孔体积。优选用杂环化合物添加剂填充负载 有金属的载体材料的至少80%的孔体积,且最优选用杂环化合物添加剂填充至少90%的 孔体积。
[0054] 在本发明的一个实施方式中,期望催化剂组合物实质上不含烃油。不含在该实施 方式的组合物中的烃油可包括沸腾温度在l〇〇°C至550°C、且更特定而言150°C至500°C范 围内的烃。不包括在载体材料中的可能烃油可包括包含沸点可在100°C至210°C范围内的 烃的粗油馏分(例如重石油脑)、煤油、柴油及气油。
[0055] 应从该实施方式的组合物中以实质量排除的更特定烃油是包括烯烃化合物的那 些,该烯烃化合物在用含氢气氛处理期间在该气氛的升高的接触温度下为液体。这样的烯 烃为碳数大于12且通常碳数在12至40个碳范围内的那些。更特定而言,烯烃化合物为具 有14至38个碳,且最特定而言碳数在16至36个碳范围内的那些。烯烃可与非烯属烃混 合,所述非烯属烃例如烷烃或芳香族溶剂或上文所提及的石油馏分中的任一者、例如重石 油脑、煤油、柴油及气油。
[0056] 根据上文,本发明催化剂组合物的实施方式实质上不含烃油或不含烃油,但本发 明催化剂组合物另外含有包含金属盐溶液或活性金属前体的金属组份及杂环化合物添加 剂的载体材料、或基本上由其组成、或由其组成。烃油可为沸腾温度在l〇〇°C至550°C或 150°C至500°C范围内的烃的混合物或如上文所述的任一含烯烃的烃油。
[0057] 本文所用术语"实质上不含"意指组合物中所存在的烃量应使其在用氢或硫或二 者处理之前或之后对本发明的最终催化剂组合物的最终催化性能无实质影响。因此,然而, 组合物中实质上不含烃可允许存在对催化剂性能无影响的非实质量的烃。
[0058] 通常,烃油中以实质量排除的烯烃含量高于5wt. %,且在某些情况下,其可超过 IOwt. %或甚至超过30wt. %。烯烃化合物可包括单烯烃或它们可包括包含多个碳双键的烯 烃。
[0059] 在制备本发明组合物中用作添加剂的杂环化合物为提供如本文所述益处且具有 特有特性的任何适宜的杂环极性化合物。具体地,组合物的杂环化合物添加剂选自具有式: CxHnNyOz的杂环极性化合物,其中:x为3或更大的整数;y为0或1至3范围内的整数(即 0、1、2或3) ;z为0或1至3范围内的整数(即0、1、2或3);且η为填充所述分子的碳原子 的剩余键所需的氢原子数。
[0060] 优选添加剂化合物为那些包含氮或氧作为其环的杂原子成员的杂环化合物,例如 具有内酰胺结构或环状酯结构或环状醚结构的分子化合物。
[0061] 内酰胺化合物或环状酰胺可包括具有诸如β -内酰胺、γ -内酰胺及δ -内酰胺 的一般结构的化合物,其中可将氮原子而非氢原子键合至具有1至6个或更多个碳原子的 烷基,且可将存在于环结构中的除羰基部分外的任一碳原子键合至具有1至6个或更多个 碳原子的烷基。
[0062] 环状醚化合物或氧杂环烷烃可包括其中环结构内的一或多个碳原子被氧原子替 代的环状化合物。环状醚化合物亦可包括环内羰基部分,或可将存在于环结构中的任一或 多个碳原子键合至具有1至6个或更多个碳原子的烷基,或该环可包括羰基部分及一个或 多个已键合至具有1至6个或更多个碳原子的烷基的碳原子二者。
[0063] 环状酯化合物可包括符合上文所示结构的内酯化合物,例如β-丙内酯、γ-丁内 酯及S-戊内酯。环状酯化合物可进一步包括在环结构内包含超过一个氧原子的环状酯。 [0064] 更优选的添加剂化合物为其中杂原子为氧或氮的那些杂环化合物。
[0065] 更优选化合物的实例包括碳酸丙烯酯(例如环状酯化合物)及N-甲基吡咯烷酮 (例如环状酰胺化合物)。
[0066] 本发明的尤其重要的方面为其中引入金属组份以在经杂环化合物添加剂浸渍时 不经煅烧且不经硫化的载体材料。通过不必实施煅烧或硫化步骤来实现制备组合物的成本 节省。但此外,已发现,当经添加剂浸渍的组合物进一步经历氢处理及硫处理时,所得催化 剂组合物表现出增强的催化活性。
[0067] 在将杂环化合物添加剂引
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