[发明专利]增值的废流化催化裂化催化剂组合物和其制备工艺

说明书

发明领域

本发明涉及来自低活性的废FCC催化剂的增值的废流化催化裂化(FCC)催化剂组合物。本发明还涉及其制备工艺。本发明特别地涉及提供金属的同时钝化以及还用于增强在石油加工工业中处理负载重金属的进料的主体重油流化催化裂化(RFCC)催化剂的催化活性的双重功能的来自废FCC催化剂的增值的FCC催化剂组合物。本发明还涉及废FCC催化剂的各种增值工艺。

发明背景

本发明涉及流化催化裂化(FCC)催化剂以及制备工艺，其中增值的FCC催化剂组合物提供金属的同时钝化以及用于增强在石油加工工业中处理负载重金属的进料的主体重油流化催化裂化(RFCC)催化剂的催化活性的双重功能。本发明还涉及废FCC催化剂的各种增值工艺。

目前在裂化工艺中使用的流化催化裂化(FCC)催化剂不是很成本有效的，因此原油的增加的成本正在迫使精炼厂处理具有高碳残留物、氮、芳族化合物和重金属污染物例如在精炼工业中高效率地使用的镍和钒的烃进料。在进料中存在的所有污染物中，金属污染物引起最大的挑战，因为它们中的某些永久地削弱催化活性，并且某些金属产生非期望的产物例如焦炭和干气。镍是熟知的，用于进料和产物在正常FCC操作条件下的脱氢，由此产生更多的焦炭和干气。这些影响对于具有较高的表面积的催化剂来说是突出的。钒，不同于镍，已知具有破坏沸石的性质并且通过从老化的催化剂粒子跳跃至新鲜的催化剂粒子，同时进行破坏动作而具有甚至更坏的影响。在苛刻的再生操作期间形成的五氧化二钒被转化为钒酸，钒酸与沸石的结构氧化铝反应并且还与支持稀土物质的结构反应。钒在进料中的存在可以永久地降低FCC催化剂的活性。处理这样的进料产生对具有较高的金属耐受性的催化剂的增加的需求。这样的工艺处理来源于具有在8-50ppm的范围内的镍和在15-120ppm的范围内的钒的诸如原油、重油、脱沥青油、减压渣油、重瓦斯油、焦化蜡油的流的重进料并且采用高基质金属耐受性催化剂，被称为重油流化催化裂化(RFCC)。在这些工艺中的废催化剂积累在1-3wt％的范围内的总金属。如之前讨论的，镍和钒是在所有的金属中最突出的，需要对它们的非期望的性质补救。此外，因为催化剂在处理重油进料的同时产生较多的焦炭，所以为了经受住催化剂再生工艺的较高温度，硬件需要具有改进的冶金术。用于RFCC操作的催化剂需要针对高温再生、汽提和在RFCC操作的动力学条件下的金属环境是坚固的。由于在金属的存在下的较高催化剂失活率以及操作苛刻性，催化剂补充速率在RFCC的情况下是较高的，其是在总量的4-15wt％的范围内，而在FCC的情况下是0.4-5wt％。可以注意，由于较低的失活率以及具有在废FCC催化剂中的较少的金属，在这样的废催化剂中留下了显著的活性并且其用于在RFCC/FCC单元中的初始的启动或补充。

催化剂制造商经常生产成本更低的并且从正常NH4Y沸石和常规粘合剂生产的较不坚固的催化剂。这样的催化剂在从工厂收回后不能够被再次用于在RFCC单元的情况下的启动或补充。相反地，RFCC催化剂从热稳定的高二氧化硅-氧化铝USY沸石生产并且采用对于高温操作、增强金属稳定性等等所需的组分。可以得出推论：用于VGO/温和进料处理(soft feedprocessing)的催化剂可能不适合于RFCC操作。RFCC操作，除了采用高活性的热稳定的催化剂之外，可以另外地使用金属钝化剂添加剂。虽然考虑到改进工艺的经济性，期望的是将来自FCC的废或平衡催化剂再使用于RFCC启动或补充，但是经常由于较高的金属和热稳定性的要求，废催化剂不能够用于RFCC。本发明描述了用于从废FCC催化剂制备RFCC催化剂以进一步用于RFCC中的工艺和组合物。

美国专利第5,520,797号和美国专利第4,359,379号描述了用于富含Ni和V的重油的流化催化裂化的工艺，其通过使用磁力分离器抽出在流化催化裂化设备中循环的含有铁酸盐的催化剂粒子的一部分。

美国专利第5,188,995号涉及废的被金属污染的含有沸石的催化裂化催化剂通过包括使废催化剂与至少一种溶解的羧酸和至少一种锑化合物接触的工艺来再活化的工艺。该发明更具体地描述了再活化废的被金属污染的含有沸石的催化裂化催化剂的方法。在另一个方面，该发明涉及采用再活化的废催化裂化催化剂的催化裂化工艺。