[發(fā)明專利]加氫處理有機(jī)化合物的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710305937.X
• 申請日: 2003-10-16
• 公開（公告）號: CN101284752A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴維·A.·普塔;馬克·A.·波特諾夫;法伊茲·保拉瑞恩;瑪格麗特·A.·娜斯塔;張京鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)
• 主分類號: C07B35/02
• 分類號: C07B35/02;C10G45/00;B01J37/34
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 于輝

本申請是2003年10月16日提交的申請?zhí)枮?00380106587.4、發(fā)明名稱為“有機(jī)化合物的催化處理方法”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)化合物的加氫處理方法。它包括石油加氫裂化和加氫處理過程的所有類型。該方法可用于使用常規(guī)熱源在低壓下氫化有機(jī)化合物和石油。該方法的性能還可以用射頻(RF)或微波能進(jìn)一步強(qiáng)化。

背景技術(shù)

烴經(jīng)過各種物理和化學(xué)處理過程產(chǎn)生更高價(jià)值的產(chǎn)品。這些處理方法包括分餾、異構(gòu)化、鍵離解和重整、純化和增加氫含量。這些方法傾向于需要高壓和高溫。由于各種原因，包括但不限于降低進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)的溫度和壓力，在這些方法中使用催化劑。術(shù)語“加氫處理”用于是指使用氫的這些方法的合集。

石油或原油是包含烴和少量含有雜原子例如硫、氧、氮的有機(jī)化合物以及金屬(大多數(shù)是鎳和釩)的天然形成的混合物。由對原油處理而獲得的石油產(chǎn)品根據(jù)市場需求、原油質(zhì)量和精煉目的可以有很大差別。在目前工業(yè)實(shí)踐中，原油在常壓和真空下經(jīng)過蒸餾。蒸餾餾分(包括殘留餾分)再經(jīng)過催化精制過程可以制得非常高價(jià)值的產(chǎn)品。

石油產(chǎn)品的氫含量是其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)。在常規(guī)加氫裂化和加氫處理過程中，芳香化合物的氫化反應(yīng)起著關(guān)鍵作用。重的殘留化合物實(shí)際上都是芳香的。通過加氫使這些化合物完全或部分飽和是將其裂化成更小、更有價(jià)值的化合物的重要步驟。常規(guī)重油加氫裂化過程需要相對高的溫度(例如大于400℃)和非常高的壓力(例如大于1000psi)。在目前加氫處理和臨氫重整過程中，附于載體上的Ni-Mo和Co-Mo硫化催化劑僅在高溫范圍下有活性。為了使反應(yīng)在有利的較低溫度范圍下進(jìn)行，經(jīng)常使用昂貴的貴金屬催化劑來獲得良好的氫化效率。已嘗試發(fā)現(xiàn)新型催化劑，它能顯著降低過程參數(shù)，同時(shí)就芳族含量的深度還原方面來增加氫化效率，但是迄今的進(jìn)步大多數(shù)是在現(xiàn)有催化劑體系基礎(chǔ)上的小的改進(jìn)。

正如名稱所隱含的，加氫裂化包括借助雙功能催化劑的催化裂化和氫化來實(shí)現(xiàn)所選原料的一些特值的有利改變。在典型雙功能催化劑中，通過酸性載體提供裂化功能，而氫化功能是通過周期表第6、9和10族(基于1990?IUPAC體系，其中對于族分配數(shù)值1-18)的貴金屬或非貴金屬的硫化物提供的。加氫裂化是將各種原料(包括從石腦油到重柴油)轉(zhuǎn)化成有用產(chǎn)品的多用途方法。其最獨(dú)特的特征包括多核芳香烴的氫化和分解。這些原料中大部分通過加氫裂化轉(zhuǎn)化成較小且更有用的產(chǎn)物組分。然而，這些原料中一些大芳香復(fù)合物，一旦經(jīng)加氫裂化部分氫化，可以在催化劑上進(jìn)一步脫氫形成焦炭。焦炭的形成是許多降低催化劑壽命的失活機(jī)理之一。

在許多精煉廠，加氫裂化器作為噴氣機(jī)和柴油機(jī)燃料組分(中間餾出物)的主要供應(yīng)者。由于需要高壓并且消耗氫，常規(guī)加氫裂化器的建造和操作成本非常高。通過開發(fā)一類對中間餾出物的選擇性高并且操作條件適中的催化劑，可以顯著降低這些高的成本，同時(shí)使中間餾出物的產(chǎn)量最大化。

為了去除不希望的雜原子，還要使用加氫處理方法進(jìn)行脫硫、脫氮和脫金屬過程。由于石油產(chǎn)品的價(jià)值與其氫含量直接有關(guān)，因此在石油精制的所有階段都非常希望將產(chǎn)物有效地氫化。

沉積在氧化物載體，例如礬土或硅石上的金屬，例如鉑，廣泛地用于烴重整反應(yīng)的催化劑。沉積的金屬提供可以進(jìn)行所需反應(yīng)的反應(yīng)位置。然而，使用這些金屬的催化劑存在的問題是，如果重多芳香有機(jī)化合物聚集并占據(jù)或阻塞這些位置，將使其失活。除去硫和硫化合物也是這些催化劑存在的一個(gè)問題。硫會與Pt或Pd金屬的催化位置反應(yīng)并且也可以通過與該金屬化學(xué)性相連而使這些位置失活。成功的催化劑要求在催化過程中能保持合適的局部高濃度的氫。選擇壓力和溫度條件以利于形成所需產(chǎn)物，從而提供合適的轉(zhuǎn)化率，并避免催化表面的快速失活。

加氫處理催化劑及其各自的組分可以采用許多形式和結(jié)構(gòu)。用于特定過程(例如，氫化、加氫裂化、加氫脫金屬和加氫脫硫)的催化劑性能的最佳化已知有許多。至于催化劑形式，催化劑可以以粉末、擠出物或基于所選化學(xué)反應(yīng)器外觀的類型(例如，流化床、固定床、催化轉(zhuǎn)化器)的預(yù)成型基質(zhì)使用。

然而，對改進(jìn)催化劑和可以在相對溫和條件下進(jìn)行催化加氫處理的需要始終存在。

發(fā)明內(nèi)容