[发明专利]以石脑油为原料的催化重整的方法

说明书

本发明的主题是一种新型的三金属催化组合物，这种组合物在用于烃转化方法时具有超常的活性和抗失活能力，而此烃转化方法是需要一种兼具加氢-脱氢功能和裂解功能的催化剂的。更具体地说，本发明是涉及一种具有双功能的新型三金属催化组合物，此组合物令人惊异地明显改进了以前使用传统的双功能催化剂的烃转化方法。另一方面，本发明是涉及使用此新型催化组合物的改进方法，特别是改进的重整方法，此方法使用本发明的催化剂，以改进活性、选择性和稳定性等。

在许多工业部门，如石油和石油化学工业，现在均广泛使用具有加氢-脱氢功能和裂解功能的组合物作为催化剂，以促进多种烃转化反应的发生。通常认为裂解功能是与一种多孔、吸附性的难熔氧化物类的酸性材料有关，这种材料一般用作重金属组分的担体或载体，这些重金属组分例如是周期表中第Ⅴ-Ⅷ族的金属或金属化合物，它们一般具有加氢-脱氢功能。

使用这些催化组合物可以促进多种烃转化反应的发生，例如，加氢裂解、异构化、脱氢、加氢、脱硫、环化、烷基化、聚合、裂解、加氢异构化等等。在很多情况下，在工业应用中这些催化剂是用于不止一个的这些反应同时发生的方法中。重整就是这类方法的一个例子，在此方法中对含链烷烃和环烷烃的原料物流施加这样的条件，即这种条件可以促使环烷烃脱氢转化为芳烃、链烷烃脱氢环化转化为芳烃、可以促进链烷烃和环烷烃的异构化、促进环烷烃和链烷烃的加氢裂解以及促进其它反应，以制得高辛烷值或富含芳烃的产品物流。如氢裂解方法是另一个例子，在此方法中使用这种催化剂，可以使高分子量不饱和烃类进行选择性加氢和裂解，高分子量烃类进行选择性加氢裂解以及其它类似反应，以制得通常为低沸点、更有价值的产品物流。异构化方法是又一个例子，在此方法中含较多直链烷烃化合物的烃组分与双功能催化剂接触，以制得富含异构烷烃化合物的产品物流。

抛开所包括的反应或所包括的具体方法不谈，对于双功能催化剂来说最重要的是：它不仅能在初始阶段具有实现它的特定催化功能的能力，而且要在使用较长的一段时间之后，它仍然具有满意地实现此功能的能力。在一具体的烃转化环境中，为测量某一具体催化剂在实现其所需功能上是否优良，在本技术领域使用的评价术语是活性、选择性和稳定性。为此处讨论方便，对给定进料，上述术语定义如下：（1）活性是在某一具体的苛刻度（Severity Level）下，此催化剂使烃反应物转化为产品的能力的一种度量，其中所说的苛刻度是指所用的具体反应条件，即温度、压力、接触时间和存在稀释剂（如氢气）;（2）选择性是指相对于加料或待转化的反应物的量而言，所得到的一种或多种目的产物的量;（3）稳定性是指活性和选择性这些参数随时间的变化速率，显然变化速率愈低，就意味着催化剂愈稳定。例如，在重整方法中活性一般是指对于给定进料在特定苛刻度下发生的转化量，并通常以C⁺₅产品物流的辛烷值来测量;选择性是指在具体的活性水平下得到的C⁺₅产量，稳定性通常是指活性（以C⁺₅产品的辛烷值测量）和选择性（以C⁺₅产率测量）随时间的变化速率。实际上，关于稳定性的描述严格地说是不准确的，因为连续运行的重整过程通常是不断地调节苛刻度，以得到恒定辛烷值的C⁺₅产品;况且，对于这一方法来说，通常是通过调节反应区的转化温度来改变苛刻度的，这样事实上活性的变化速率就反映在转化温度的变化速率上，并习惯上把这一参数的变化取作活性稳定性的标志。

正如本技术领域技术人员所熟知的，当在烃转化反应中使用双功能催化剂时，观测到它的失活与不稳定的主要原因与下述事实有关，即在反应过程中在催化剂表面生成了焦炭。特别是在这些烃转化方法中，一般使用的条件均造成重的、高分子量的、黑色固体或半固体的含碳物质的生成，这种含碳物质覆盖了催化剂的表面，并且由于把它的活性中心与反应物隔开而降低了它的活性。换句话说，这种双功能催化剂的效能对于催化剂表面的碳质沉积物的存在是很敏感的。因此，摆在本技术领域工作人员面前的主要问题就是开发活性和选择性更好的催化组合物，它们对于这些碳素物的存在不那么敏感和/或具有使这种碳素物在催化剂表面的生成速度减缓的能力。当技术人员为了从给定原料获取最大数量的高辛烷值产品而降低压力和增加操作单元的苛刻度时，就更增强了对碳素物生成的敏感性。从性能参数的观点考虑，问题就在于要开发一种在低压（通常为小于125磅/寸²表压）下操作时具有优异的活性、选择性和稳定性的双功能催化剂。