[发明专利]以磷增强流化床催化裂化催化剂的酸性部位的方法

说明书

本发明的背景

Ⅰ．本发明的领域

本发明一般涉及制备具有增强酸性部位的流化床催化裂化(FCC)催化剂的方法。更具体地，本发明涉及通过使催化剂与包含具有特定性能的磷和铝源的水溶液接触并且在增强催化剂酸性部位的特定条件下制备改良的FCC催化剂的水基方法。

Ⅱ．背景的描述

催化控制的方法，包括流化床催化裂化(FCC)是用来使重烃升级为更高价值产品的有价值的精炼方法。特别地，广泛进行烃进料裂化生产具有优选为辛烷级的烃，这种烃在汽油范围内沸腾。这种裂化使用各种固体催化剂，典型地包括至少一种合成的晶体材料，以获得更有价值的最终产品。通常使用裂化生产汽油作为最有价值的产品。一般在约750-1100°F的温度，优选的是约850-950°F的温度和达约2000psig，优选为约大气压到约100psig的压力进行裂化。在裂化过程中，原料通常是石油烃馏分，如直馏汽油或循环瓦斯油或其它在汽油范围以上沸腾的常见液体烃。

全世界在200多个流化床催化裂化装置(FCCUs)中每天使用1100吨以上的FCC催化剂。在裂化反应过程中，催化剂被进料沉积的元素污染。某些污染物，如碱金属使催化剂失活而不改变产品的分布。然而，其它物质包括铁、镍、钒和铜如果聚集在催化剂上，会通过改变裂化反应的选择性和活性而使催化剂显著中毒。以这些金属中毒的催化剂，消耗更多的希望的汽油和丁烷，产生更高的焦炭和氢气产量。在美国专利No.3,147,228可以发现这种中毒的实例,其中，随镍和钒对催化剂的污染增大(镍从55ppm增大到645ppm，钒从145ppm增大到1480ppm)，希望的丁烷、丁烯和汽油的产量从约59体积％降低到约49体积％。因为许多裂化装置受到焦炭燃烧或气体处理装置的限制，增大的焦炭或气体产量需要降低转化率或者生产能力以保持在设备能力之内。

在FCCUs中，大量来自原料的污染物元素保留在循环催化剂系统中。通过裂化循环，由于金属(包括镍、钒、铜和铁)对活性中心的污染堵塞引起新鲜的催化剂失活。失活也可能由于如钒和钠的污染物催化的蒸汽而发生。为了补偿降低的FCC原料转化率和产品选择性，规则地抽出一部分循环平衡催化剂并用加入到系统中的新鲜催化剂取代。然后，必须适当地处置这种被各种金属污染的抽出的或者废的催化剂。

因为用新鲜催化剂代替废催化剂涉及的费用和环境上安全处置金属污染的催化剂涉及的费用，在脱金属并重新使用污染的催化剂方面已经有许多努力。在常规的脱金属过程中，通过热冶法，例如煅烧、硫化、氮气去除和氯化从废FCC催化剂中去除金属污染物的部分，然后通过湿法冶金法，如滤取、洗涤和干燥，产生脱金属的废催化剂以在FCCU中重新使用。在美国专利4,686,197中描述了这种脱金属(DEMET)方法，本文引作参考。该专利描述了一种改进的脱金属方法。同时参考的是包括被金属污染的氧化铝、氧化硅氧化铝和氧化硅催化剂在高温下氯化的现有技术的脱金属方法。例如，见美国专利3,150,104；3,122,510；3,219,586；和3,182,025。同时参考的是基本不包括催化剂氯化的脱金属方法。例如，见美国专利4,101,444；4,163,709；4,163,710；和4,234,550。

现有的脱金属方法，如在美国专利4,686,197中描述的DEMET法，最常使用在约787℃的煅烧和硫化步骤，然后在343℃氯化。洗涤从反应器中排出的废气，同时沉淀并过滤所去除的污染物金属，用与废催化剂所用的相同方法处置，或者通过用于金属回收的任何可接受的最好地论证的可利用技术(BDAT)的方法处置。

脱金属的废FCC催化剂的再循环降低了对新鲜催化剂加入的需要，降低了催化剂碎屑的产生并降低了废催化剂的处置问题。常规的脱金属方法除去已知对转化、对产物选择性和对FCC的机械性能有害的污染物。

虽然基于美国专利4,686,197的DEMET法和其中提出的现有的方法已经提供了废FCC催化剂的脱金属方法，但是，那些方法不能完全或普遍地被接受。操作条件是严格的，必须严格保持。所以，所述方法只找到了有限的应用。由于这些和其它的原因，对于使FCC催化剂脱金属并增强其上的酸性部位的更经济的、更有效率的、容易并安全的方法，已有长期试探但未满足需求。本发明解决那些需求。

本发明概要

本发明涉及增强流化床催化裂化(FCC)催化剂的酸性部位的方法。更特别地，本发明涉及用于处理废的或新鲜的FCC催化剂来增强酸性部位，从而改善催化剂反应性和选择性的水基方法。