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_4

文档序号:9475423阅读:来源:国知局
优选 320°C (608 °F )至 380°C (716 °F )。
[0091] 应认识到,使用本发明的经本发明添加剂浸渍的组合物的一个出人意料的特征在 于,在延迟进料引入应用中,所得催化剂具有显著高于某些其他替代性催化剂组合物的催 化活性,且因此,其通常针对给定的脱硫或脱氮量提供相当低的所需方法温度。
[0092] 将馏出物原料装填至本发明方法的反应区中的流速通常为使得提供0.0 lhr 1至 IOhr 1范围内的液时空速(LHSV)。如本文所使用的术语"液时空速"意指将馏出物原料装 填至本发明方法的反应区中的速度(以体积/小时表示)除以装填馏出物原料的反应区中 所含催化剂的体积的数值比。优选LHSV在0. 05hr 1至5hr 1范围内,更优选在0.1 hr 1至 Shr1范围内,且最优选在0. 2hr 1至2hr 1范围内。
[0093] 优选将氢与馏出物原料一起装填至本发明方法的反应区中。在此情况下,氢有 时称为氢处理气体。氢处理气体速率为相对于装填至反应区中的馏出物原料量的氢量, 且通常在至多1781m3/m3(10,000SCF/bbl)范围内。处理气体速率优选在89m 3/m3(500SCF/ bbl)至 1781m3/m3(10,000SCF/bbl)范围内,更优选在 178m3/m3(l,000SCF/bbl)至 1602m3/ m3(9,000SCF/bbl)范围内,且最优选在 356m3/m3(2,000SCF/bbl)至 1425m3/m3(8,000SCF/ bbl)范围内。
[0094]自本发明方法产生的脱硫馏出物产物具有相对于馏出物原料低的或减小的硫浓 度。本发明方法的尤其有利的方面在于,其能够提供深度脱硫的柴油产品或超低硫柴油产 品。如本文前面所述,低硫馏出物产物可具有小于50ppmw的硫浓度或如本文别处所述的任 一其他所述硫浓度(例如小于15ppmw,或小于lOppmw,或小于8ppmw)。
[0095] 如果自本发明方法产生的经加氢处理的馏出物产物具有相对于馏出物原料减小 的氮浓度,则其通常在小于50ppmw的浓度下,且氮浓度优选小于20ppmw或甚至小于15ppmw 或 IOppmw0
[0096] 呈现以下实施例以进一步说明本发明的某些方面,但不应将其理解为限制本发明 的范围。
[0097] 实施例1 (含钴/钼催化剂组合物的描述)
[0098] 此实施例1显示关于本发明的钴/钼催化剂组合物(催化剂A)及比较钴/钼催 化剂组合物(催化剂B)以及用于制备该等组合物的方法的细节。
[0099] 使用市售氧化铝载体来制备该实施例1的催化剂组合物。下表1显示用于制备的 氧化铝载体的典型物理特性。
[0100] 表1-典型氧化铝载体特性
[0101]
[0102] 通过初湿含浸浸渍技术将催化剂的金属组份引入载体中以产生以下金属组合物 (基于氧化物):14. 8% Mo、4. 2% Co、2. 4% P。浸渍溶液包含13. 13重量份磷酸(27. 3% P)、13. 58重量份碳酸钴(46. 2% Co)及33. 09重量份的Climax三氧化钼(62. 5% Mo)。在 环境下,所得溶液的总体积等于100重量份氧化铝载体的98%水孔体积以提供引入金属的 载体材料。
[0103] 然后在125°c (257 °F )下将经浸渍载体或引入金属的载体材料干燥若干小时的时 段,以获得LOI为8wt%且水孔体积为0. 4cc/g的干燥中间体。
[0104] 然后选择以下添加剂或添加剂混合物中的一种,各自浸渍等份干燥中间体以填充 干燥中间体的95%的孔体积:100%的碳酸丙稀酯(Sigma Aldrich),产生催化剂A ;及50% 二甲基甲酰胺(DMF)与烯烃油C18-30的混合物,产生催化剂B。
[0105] 实施例2 (在极低压力反应条件下的催化剂活性)
[0106] 此实施例2显示催化剂A及催化剂B在用于处理轻直馏气油原料(SRGO)时,在极 低反应压力条件下进行的加氢脱硫(HDS)及加氢脱氮(HDN)活性性能测试的结果。
[0107] 实施中试工厂测试,比较在极低压力(VLP,即在290psig(10巴表压)或 340psig (12巴表压)下)反应条件下使用的催化剂A与催化剂B的HDS及HDN活性。用于 这些测试中的方法条件显示于表2中。
[0108] 用于测试中的进料为轻SRGO(直馏气油)材料。测试进料的特性显示于表3中。
[0109] 表2.极低压力中试工厂测试方法条件
[0111] 表3.极低压力(VLP)中试工厂测试进料
[0112]
[0113] 该方法条件及进料特性代表典型的极低压力超低硫柴油(ULSD)操作。在VLP测 试1及VLP测试2中获得的ULSD HDS结果显示于图1中。这些图显示用于ULSD HDS的催 化剂A及催化剂B的相对体积活性(RVA),其中产物的硫含量等于lOppmw。
[0114] VLP测试1的HDN结果显示于图2中。这些图显示用于深度HDN的催化剂A及催 化剂B的相对体积活性(RVA),其中产物的氮含量等于5wppm。
[0115] 在两个VLP测试运行中,催化剂A提供与催化剂B的ULSD HDS活性相比20 %的 ULSD HDS活性提高。
[0116] 在VLP测试1中,催化剂A显示比催化剂B的HDN活性高10 %的HDN活性。
[0117] 本发明催化剂A与比较催化剂B相比的催化剂活性的改进是显著的。这些改进允 许处理更困难的原料或以较高生产率处理原料或二者的组合。此外,困难原料的处理或较 高进料生产率可成功地在更具挑战性的极低压力反应条件下实施。
[0118] 在VLP测试2中,利用催化剂A及催化剂B二者获得了基本上相同的产物氮浓度。 这表明利用两种催化剂组合物达到HDN最低限度。
[0119] 对于催化剂A及催化剂B二者,VLP测试1中的氏消耗基本上相同。显著的是,在 VLP测试1的极低压力条件下,催化剂A提供实质上的ULSD HDS及HDN改进而不增加氏消 耗。
[0120] 实施例3 (含镍/钼催化剂组合物的描述)
[0121] 该实施例3显示关于本发明的镍/钼催化剂组合物(催化剂C)及比较镍/钼催 化剂组合物(催化剂D)以及用于制备这些组合物的方法的细节。
[0122] 用于制备该实施例3的催化剂组合物的氧化铝载体为实施例1中所描述的载体。
[0123] 通过初湿含浸浸渍技术将催化剂的金属组份引入载体中以产生以下金属组合物 (基于氧化物):18.0% Mo、4. 5% Ni、3.3% P。氧化铝载体特性指示于表2中。浸渍溶液包 括20. 68重量份磷酸(27. 3% P)、13. 58重量份碳酸镍(43. 7% Ni)及46. 11重量份Climax 三氧化钼(62. 5% Mo)。在环境下,所得溶液的总体积等于100重量份氧化铝载体的98%水 孔体积以提供引入金属的载体材料。
[0124] 然后在125°C (257 °F )下将经浸渍载体或引入金属的载体材料干燥若干小时的时 段以获得LOI为10wt%且水孔体积为0. 33cc/g的干燥中间体。
[0125] 然后选择以下添加剂或添加剂混合物中的一种,各自浸渍等份干燥中间体以填充 干燥中间体的95%的孔体积:100%的N-甲基吡咯烷酮(Sigma Aldrich),产生催化剂C ; 及50%二甲基甲酰胺(DMF)与烯烃油C18-30的混合物,产生催化剂D。
[0126] 实施例4 (利用堆叠床催化剂系统的低/中等压力条件)
[0127] 该实施例4显示在处理直馏气油与轻循环油的原料掺合物中,不同堆叠床催化剂 系统及单一床催化剂系统的加氢脱硫(HDS)及加氢脱氮(HDN)活性性能测试的结果。
[0128] 所测试的堆叠床催化剂系统阐述于下文中。这些堆叠床催化剂系统包括本发明及 比较钴/钼催化剂组合物与本发明及比较镍/钼催化剂组合物的组合。处理条件为在低至 中等反应压力条件下。显示催化剂系统CSl、CS2、CS3及CS4中每一者的HDS活性、HDN活 性及相对氣消耗结果。
[0129] 所测试的催化剂系统显示于表4中。关于催化剂A、催化剂B、催化剂C及催化剂 D的细节显示于以上实施例1及实施例3中。
[0130] 表4.测试的堆叠床及单一床催化剂系统
[0131]
[0132] 测试的催化剂系统CSl、CS2及CS3中的每一者都是堆叠床反应器系统,其包括钴 /钼催化剂的两个催化剂床且镍/钼催化剂的中间催化剂床置于顶部与底部钴/钼催化剂 床之间。堆叠床反应器系统的三个催化剂床的相对体积比分别为15、30及55(15/30/55)。 因此,顶部催化剂床包括钴/钼催化剂粒子床,其为堆叠床反应器系统的总催化剂体积的 15体积% (vol % ),中间催化剂床包括镍/钼催化剂粒子床,其为堆叠床反应器系统的总催 化剂体积的30vol %,且底部催化剂床包括钴/钼催化剂床,其为堆叠床反应器系统的总催 化剂体积的55vol%。
[0133] 催化剂系统I (CSl)为比较堆叠床反应器系统。按照顶部床、中间床及底部床的顺 序,CSl含有上文所提及比例的催化剂B/催化剂D/催化剂B。
[0134] 催化剂系统2 (CS2)含有置于堆叠床反应器系统的顶部及底部床二者中
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