[發(fā)明專利]增加丙烯產(chǎn)量的改良Y型沸石/ZSM-5催化劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380066061.1
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104981290A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.M.路德維希;E.P.H.勞蒂艾寧;A.C.保威爾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾比馬爾歐洲有限公司
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;B01J29/08;B01J29/40;B01J35/02;C10G11/05;C07C4/06;C07C11/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李連濤;萬雪松

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種催化劑組合物及其在由烴，例如從原油加工獲得的烴組成的原料裂化或轉(zhuǎn)化為富含丙烯的混合物的工藝中的用途。

背景

流化催化裂化單元在丙烯的生產(chǎn)中起到越來越重要的作用。Y型沸石連同五元環(huán)沸石(pentasil?zeolite)，特別是ZSM-5一起使用，已引起可以由石油餾分原料例如深挖瓦斯油、真空瓦斯油、熱采原油、殘油、回?zé)捰?、全前原油、瀝青砂油、頁巖油、合成燃料、重?zé)N餾分(例如由煤、焦油、松脂、瀝青的破壞加氫得到的重?zé)N餾分)、由前述任一種得到的加氫處理的原料等生成的丙烯的量增加。這種Y型沸石通常摻雜了稀土金屬如鑭、鈰、釹和鐠或經(jīng)其交換。優(yōu)選這些“稀土交換”沸石，是因為它們具有已經(jīng)被認(rèn)為是為了獲得大量汽油餾分所必需的高轉(zhuǎn)化百分比，而通常認(rèn)為大量汽油餾分是為了使通過用ZSM-催化劑進(jìn)一步裂化生成的丙烯的量達(dá)到最大值所必需的。

然而，這種稀土沸石在丙烯的量上已經(jīng)達(dá)到最大，以致在ZSM型沸石的共存下可以產(chǎn)生稀土交換沸石的指定組合。迄今已認(rèn)為為了在丙烯的量上相對于用Y型沸石/ZSM催化體系生成的量，獲得進(jìn)一步增加，必須采用其它類型的催化劑體系。雖然已經(jīng)嘗試了其它類型的摻雜劑，但是許多摻雜劑降低了通過Y型沸石轉(zhuǎn)化的速率，引起總體效率考慮。

發(fā)明概述

然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)Y型沸石與非稀土(NRE)金屬，例如堿土金屬，并且特別是鎂交換時，NRE交換Y型沸石可與ZSM型沸石一起使用，相對于稀土(RE)交換Y型沸石催化劑體系在相等轉(zhuǎn)化水平下產(chǎn)生更多量的丙烯。盡管事實是已經(jīng)證實NRE交換Y型沸石具有比RE交換Y型沸石更低的裂化效率(更低的總轉(zhuǎn)化率)，也是這樣。

此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NRE交換Y型沸石與輔助五元環(huán)沸石如ZSM-5呈單粒子組合使用相對于雙粒子稀土摻雜催化劑體系，對提高丙烯轉(zhuǎn)化效率特別有效。不管所述雙粒子體系包含RE還是NRE交換Y型沸石，都是這樣。

含有Y型沸石和ZSM-5沸石的用于FCC工藝的雙催化劑體系在本領(lǐng)域中已知。當(dāng)用稀土使含有Y型沸石的堿FCC催化劑改性時，催化劑體系的活性通常增加，但是低級烯烴例如丙烯的總體產(chǎn)率將降低。不希望受任何理論約束，人們認(rèn)為產(chǎn)率降低是由于RE-Y相對于未交換Y型沸石(USY)具有更高的氫轉(zhuǎn)移能力，這樣減少了在與ZSM-5催化劑組分接觸后產(chǎn)生丙烯的產(chǎn)物的百分率。對于所述單粒子和雙粒子體系而言，都是這樣；其中ZSM-5在與堿FCC催化劑相同的粒子或不同的粒子中。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用NRE金屬，特別是堿土金屬，并且更特別是鎂進(jìn)行的Y型沸石取代產(chǎn)生比含有含未交換Y型沸石的體系的雙催化劑體系比例更高的丙烯。這種作用令人驚訝，因為Y型沸石組分的NRE取代通常相對于未交換體系具有降低Y型沸石催化劑活性的作用。

當(dāng)NRE交換Y型沸石和ZSM-5組分作為其中微粒催化劑的每個粒子均含有兩種催化組分(NRE交換Y型沸石和ZSM-5沸石)的單粒子體系使用時，所述作用尤其強烈。總體暗示當(dāng)使用非稀土(NRE)交換沸石代替稀土(RE)交換沸石，并且將NRE交換沸石和ZSM-5沸石呈單粒子一起使用時，對于指定轉(zhuǎn)化水平而言相對于RE交換體系，丙烯的比例增加。

對于雙粒子體系而言，就恒定轉(zhuǎn)化率下的丙烯產(chǎn)率而論，Mg-Y的丙烯可與含有未交換Y型沸石(USY)的體系匹敵，比RE交換的Y體系更高。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雙粒子、NRE交換體系相對于雙粒子未交換(USY)體系，在恒定轉(zhuǎn)化率下引起焦炭的產(chǎn)率下降。已知REY體系傾向于生成比USY體系更多的焦炭，因此根據(jù)推理在恒定轉(zhuǎn)化率下MgY將具有比REY體系更低的焦炭產(chǎn)量。因此發(fā)明的雙粒子NRE體系是通過提供同等丙烯產(chǎn)率，比USY或RE-Y沸石體系更少的焦炭而對本領(lǐng)域的改進(jìn)。

附圖簡述

圖1：非交換體系和兩個不同的鎂交換體系的丙烯產(chǎn)率與氫轉(zhuǎn)移指數(shù)的曲線圖，以及鑭(RE)交換體系在72重量%的恒定轉(zhuǎn)化率下的估計曲線圖。

圖2：其中兩個為鎂交換體系(Mg-Y；Mg-Y和ZOOM，一種含ZSM-5的催化添加劑)而2個體系與前述類似，但未交換的雙粒子體系的丙烯產(chǎn)率與轉(zhuǎn)化率的曲線圖。

圖3：圖2中提到的體系的焦炭產(chǎn)量與催化劑/油料比的曲線圖。

圖4：圖2中提到的體系的殘留物與焦炭差的曲線圖。

發(fā)明詳述