[发明专利]氢化脱硫方法中的催化剂电化学促进

说明书

发明领域

一般地，本发明涉及从烃料流中脱硫，更特别地涉及允许原位控制催化剂活性和选择性的催化加氢脱硫方法。

发明背景

随着时间的流逝，基于控制和限制交通工具废气的硫排放的需要，政府主管机关制定了日益严格的法规。这要求石油工业持续改进并升级其精炼方法以降低汽油中所存在的硫量。目前，世界上许多国家将可允许的硫含量限制至低于50ppm，且在一些情况下低达20ppm。

在石油工业中使用的许多方法中，使氢气与有机烃原料反应以实现某些期望的目的。例如，在氢化裂解中设法使油或其馏分中的可蒸馏馏分最大化。在加氢脱硫(HDS)中，目的是降低硫含量。

在上述方法中，使氢气与烃在含催化剂的化学反应器中反应。所述催化剂通过提高反应速率以及提高所需反应的选择性而改进该方法。

催化脱硫为一种用于从烃中脱硫的优选方法。催化脱硫通常在升高的温度和压力下在氢气存在下进行。在升高的温度和压力下，催化脱硫可导致其它化合物，例如烯烃化合物(其可存在于脱硫的石油馏分中)的氢化。烯烃产品的氢化是不希望的，因为烯烃在提供原料的更高辛烷值(RON)中起着重要的作用。因此，烯烃化合物在脱硫期间的无意的氢化可导致原料的整体辛烷值降低。如果在烃料流的加氢脱硫期间辛烷值由于烯烃化合物的饱和而显著损失，则该辛烷损失必须通过将大量重整产品、异构物和烷基化物混入汽油燃料中而补偿。与其它混合物混合以提高辛烷值通常昂贵且因此对精炼方法的整体经济性不利。

此外，催化加氢脱硫可导致形成作为副产物的硫化氢。以此方式产生的硫化氢可与存在于烃进料中的物质复合，并形成额外的或其它含硫物质。烯烃为倾向于与硫化氢复合以产生有机硫化物和硫醇的示例性物质。该产生有机硫化物和硫醇的重新形成可限制可通过常规催化脱硫获得的总体可得硫含量。

氧化铝为用于催化剂组合物的常规载体材料，然而在石油馏出物脱硫中具有若干缺点。呈酸性的氧化铝可能无法良好地适于制备具有高活性催化物质负载量(即，大于10重量%)的用于催化裂解汽油的脱硫催化剂。存在于氧化铝载体上的酸性位点促进烯烃的饱和，这转而导致汽油的辛烷值损失。此外，烯烃与硫化氢的复合(这是氢化脱硫不可避免的结果)产生有机硫化合物。此外，原料中所存在的碱性物质，如许多含氮化合物可与氧化铝和催化剂表面上的酸性位点结合，由此限制可用于硫化合物脱硫的表面位点数量。此外，原料中所存在的碱性物质，如许多含氮化合物可与氧化铝和催化剂表面上的酸性位点结合，由此限制可用于硫化合物脱硫的表面位点数量。同时，具有芳族环的含氮化合物易于转化成焦炭前体，从而导致催化剂快速结焦。此外，由于氧化铝的强极性和有限的表面积，难于用氧化铝载体提高金属的高分散。使用氧化铝载体的市售示例性氢化处理催化剂包括但不限于CoMo/Al₂O₃、NiMo/Al₂O₃、CoMoP/Al₂O₃、NiMoP/Al₂O₃、CoMoB/Al₂O₃、NiMoB/Al₂O₃、CoMoPB/Al₂O₃、NiMoPB/Al₂O₃、NiCoMo/Al₂O₃、NiCoMoP/Al₂O₃、NiCoMOB/Al₂O₃和NiCoMoPB/Al₂O₃(其中Co为元素钴，Ni为镍，Mo为钼，P为磷，B为硼且Al为铝)。