改性沸石催化劑及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明組合物和方法涉及改性沸石催化劑組合物及使用其用于催化裂化石腦油 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 催化裂化獲得自煉油廠原料和易于獲得的直餾輕石腦油（LSRN)是用于生產(chǎn)低分 子量烴，特別是C2-C3烯烴的方法，這些烴進(jìn)而是用于其他工業(yè)化學(xué)品和塑料產(chǎn)品的有價(jià)值 的中間體。在裂化方法中使用的催化劑一般是沸石型的，其是多孔硅鋁酸鹽。當(dāng)石腦油與 催化劑在足以引發(fā)反應(yīng)的溫度下接觸之時(shí)發(fā)生裂化過(guò)程。在過(guò)程期間產(chǎn)生的實(shí)際產(chǎn)物取決 于使用的催化劑的性質(zhì)。
[0003] 因此，本文中公開(kāi)了用于最大化所需產(chǎn)物的生產(chǎn)而同時(shí)最小化不太需要的產(chǎn)物的 催化裂化石腦油方法，和與之相關(guān)的沸石催化劑，以及制備實(shí)施這種方法的改性沸石催化 劑的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文公開(kāi)了改性沸石催化劑的方法，包括：
[0005] 提供沸石催化劑；
[0006] 將沸石催化劑與包含NaOH和Na2CO3的第一組合物接觸，從而制備浸出的沸石催化 劑；
[0007] 將浸出的沸石與包含再鋁化劑的第二組合物接觸，從而制備再鋁化的沸石催化 劑；
[0008] 用一種或多種包含 Mg、Ba、Sr、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ce、Ag、Pd、Bi、Ti、V、Zr、 Mo、W、Li，或La，或它們的混合物的金屬原子或離子改性提供的沸石催化劑、浸出的沸石催 化劑，或再鋁化的沸石，
[0009] 其中，該方法制備了改性沸石催化劑。
[0010] 本文還公開(kāi)了通過(guò)本文公開(kāi)的方法制備的改性沸石催化劑。
[0011] 本文還公開(kāi)了裂化石腦油的方法，包括將石腦油與本文描述的改性沸石催化劑接 觸。
[0012] 本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)將部分在以下說(shuō)明書(shū)進(jìn)行說(shuō)明，并由說(shuō)明將部分地顯而易見(jiàn)， 或可以通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明而領(lǐng)會(huì)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)權(quán)利要求中特別指出的要素和組合而實(shí) 現(xiàn)和獲得。應(yīng)該理解的是，前述的一般描述和以下【具體實(shí)施方式】?jī)H是示例性和解釋說(shuō)明性 的，并不是限制如權(quán)利要求要求保護(hù)的本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明的方面可以在特定的法定類別，如系統(tǒng)法定類別中進(jìn)行描述并要求受到保 護(hù)，但這僅僅是為了方便起見(jiàn)而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解本發(fā)明的每個(gè)方面可以在任何法 定類別進(jìn)行描述并要求受到保護(hù)。除非另外明確地說(shuō)明，本文中說(shuō)明的任何方法或方面不 應(yīng)以任何方式解釋為要求其步驟按照特定的順序?qū)嵤?。因此，在方法?quán)利要求并未特別引 述于權(quán)利要求或說(shuō)明書(shū)中步驟必須限于特定順序的情況下，絕不在任何方面臆斷順序。這 支持對(duì)解釋的任何可能的非表達(dá)基礎(chǔ)，包括關(guān)于步驟或操作流程的布置的邏輯問(wèn)題，由語(yǔ) 法組織或標(biāo)點(diǎn)推演的普通含義，或說(shuō)明書(shū)中描述的各個(gè)方面的數(shù)目或類型。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 結(jié)合于本說(shuō)明書(shū)并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)一部分的附圖，圖示說(shuō)明了多個(gè)方面，并連同 說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本文中公開(kāi)的組合物和方法的原理。
[0015] 圖1示出了相對(duì)于時(shí)間，ZSM5(Si/Al2= 27)和脫硅的HZSM-5(Si/Al 2= 27)催化 劑在物流上轉(zhuǎn)化率的圖示。
[0016] 圖2示出了用于堿處理HZSM-5 (脫硅作用）以及制備含金屬的脫硅HZSM-5催化 劑以將石腦油選擇性催化裂化成低碳烯烴的公開(kāi)方法的特定方面的流程圖。
[0017] 圖3示出了用于NaAlO2處理堿處理的（脫硅）HZSM_5催化劑以便將石腦油選擇 性催化裂化成低碳烯烴的公開(kāi)的方法的特定方面的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明通過(guò)參照本發(fā)明以下【具體實(shí)施方式】和包括于其中的實(shí)施例可以更容易地 理解。
[0019] 定義
[0020] 在本發(fā)明化合物、組合物、制品、系統(tǒng)、裝置和/或方法公開(kāi)和描述之前，應(yīng)該理解 的是，除非另有規(guī)定，它們并不限于特定的合成方法，或除非另有規(guī)定，并不限于特定的試 劑，當(dāng)然本身可以變化。還要理解的是，本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅是出于描述特定方面的目的， 并不旨在是限制性的。雖然類似或等效于本文中描述的那些的任何方法和材料可以用于本 發(fā)明實(shí)踐或測(cè)試，現(xiàn)在進(jìn)行示例性方法和材料的描述。
[0021] 本文中公開(kāi)了材料、化合物、組合物和組分，它們可以用于公開(kāi)的方法和組合物的 產(chǎn)品，與公開(kāi)的方法和組合物的產(chǎn)品結(jié)合使用，可以用于制備公開(kāi)的方法和組合物的產(chǎn)品， 或者可以是公開(kāi)的方法和組合物的產(chǎn)品。應(yīng)該理解的是，當(dāng)這些材料的組合、子集、相互作 用、組群等進(jìn)行公開(kāi)時(shí)，盡管這些化合物具體所指的每個(gè)不同個(gè)體和整體組合和排列可能 不會(huì)明確公開(kāi)，但是每一個(gè)都會(huì)特別地考慮并在本文中進(jìn)行描述。例如，如果公開(kāi)和討論催 化劑組分，并且討論該組分的許多替代固態(tài)形式，則除非明確地指出為相反，催化劑組分和 固態(tài)形式的可能的每個(gè)組合和排列都會(huì)特別地考慮。此概念適用于本公開(kāi)的所有方面，包 括，但不限于，制備和使用所公開(kāi)的組合物的方法中的步驟。因此，如果存在各種可以實(shí)施 的另外的步驟，則應(yīng)該理解的是，這些其它步驟可以與公開(kāi)的方法的任何【具體實(shí)施方式】或 實(shí)施方式的組合一起實(shí)施，并且可以特別地考慮每個(gè)這種組合并且應(yīng)該認(rèn)為是公開(kāi)的。
[0022] 在說(shuō)明書(shū)和以下的權(quán)利要求書(shū)中，將參照應(yīng)限定為具有以下意義的多個(gè)術(shù)語(yǔ)：
[0023] 如本文使用的，對(duì)于包括有機(jī)化合物的化合物的命名可以使用普通名稱、IUPAC、 IUBMB或CAS的命名推薦給出。如果給定一個(gè)名稱，無(wú)論通過(guò)使用命名約定的化合物結(jié)構(gòu)的 系統(tǒng)還原，或是通過(guò)可商購(gòu)的軟件，如CHEMDRAW?(Cambridgesoft Corporation，U. S. A.)， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地確定化合物的結(jié)構(gòu)。
[0024] 正如在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的，除非上下文另有明確規(guī)定，單數(shù)形式"一 個(gè)"、"一種"，和"該"，包括復(fù)數(shù)指示物。
[0025] 當(dāng)表達(dá)這種范圍時(shí)，進(jìn)一步的方面包括從一個(gè)特定值和/或至另一特定值。類似 地，當(dāng)這些值通過(guò)使用先行詞"約"表示為近似值時(shí)，應(yīng)該理解的是特定值構(gòu)成了一個(gè)進(jìn)一 步的方面。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，每個(gè)范圍的端點(diǎn)在關(guān)于另一端點(diǎn)和獨(dú)立于另一端點(diǎn)方面 都是顯著的。還應(yīng)該理解的是，存在多個(gè)本文中公開(kāi)的值。例如，如果公開(kāi)了值"10"，則還 公開(kāi)了"約10"。還應(yīng)該理解的是，兩個(gè)特定單元之間的每個(gè)單元也被公開(kāi)。例如，如果公 開(kāi)了 10和15,那么也公開(kāi)了 11、12、13和14。
[0026] 在說(shuō)明書(shū)和結(jié)論性的權(quán)利要求中提及的組合物中特定元素或組分的重量份，表示 組合物或制品中的元素或組分和任何其他元素或組分之間的重量關(guān)系，其表示為重量份。 因此，在包含2重量份的組分X和5重量份的組分Y的化合物中，X和Y是以2:5的重量比 存在，并且無(wú)論化合物中是否包含另外的組分，都是以這個(gè)比率存在。
[0027] 除非明確地表示為相反，組分的重量百分比（wt% )是基于包括組分的制劑或組 合物的總重量。
[0028] 如本文使用的，術(shù)語(yǔ)"可選的"或"可選地"是指隨后描述的事件或情形可能或不 可能發(fā)生，并且是指該描述包括其中所述事件或情形發(fā)生的情況以及其中它并未發(fā)生的情 況。
[0029] 本文中公開(kāi)的多種催化劑組合物和/或催化劑組分描述為包含"金屬"或"金屬"。 這種"金屬"組分的實(shí)例包括 B、La、Mn、Sb、Ti、Zr、Fe、Cs、Au，和 Ce、Na、K、Mg 或 Ca，和 La、 Te、Ge、Zn、Si、In或W。應(yīng)該理解的是，本申請(qǐng)中提及的這種"金屬"并未隱含這些元素的特 定的價(jià)態(tài)、化學(xué)或物理狀態(tài)，或者那些元素有必要處于零價(jià)態(tài)，或金屬固體物理狀態(tài)或合金 (盡管它們能夠處于這種狀態(tài)），不可能的是術(shù)語(yǔ)"金屬"或"多種金屬"可以與其他元素或 基團(tuán)存在于化合物中，其中，金屬可以以任何能量上可行的正氧化態(tài)（即，陽(yáng)離子氧化態(tài)） 存在。例如，提及的鉀（K)作為金屬可以包括零氧化態(tài)的塊體金屬鉀，或鉀金屬的分散體或 溶液，或者還有鉀的陽(yáng)離子形式K+，其可以與其它元素存在于液體或晶體溶液中。
[0030] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"ΒΤΧ"是指苯、甲苯和二甲苯。
[0031] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"直餾石腦油"是指直接獲得自分餾的石油石腦油。
[0032] 除非另外明確地說(shuō)明，本文中闡明的任何方法不以任何方式解釋為要求其步驟以 特定的順序進(jìn)行。因此，在方法權(quán)利要求并未實(shí)際引述其步驟要遵循一定順序或者在權(quán)利 要求書(shū)或說(shuō)明書(shū)中并未另外明確說(shuō)明步驟必須限于特定順序的情況下，絕不在任何方面臆 斷順序。這支持對(duì)解釋的任何可能的非表達(dá)基礎(chǔ)，包括：關(guān)于步驟或操作流程的布置的邏輯 問(wèn)題；由語(yǔ)法組織或標(biāo)點(diǎn)推演的普通含義；和說(shuō)明書(shū)中描述的方面的數(shù)目或類型。
[0033] 本文公開(kāi)了用于制備本發(fā)明的組合物的組分以及用于本文中公開(kāi)的方法中的組 合物本身。本文中公開(kāi)了這些和其他材料，并應(yīng)該理解的是，當(dāng)這些材料的組合、子集、相互 作用，組等進(jìn)行公開(kāi)時(shí)，盡管這些化合物特別提及的每種不同個(gè)體和整體組合和排列可能 不會(huì)明確公開(kāi)，但是每種都會(huì)特別地考慮并且在本文中進(jìn)行描述。例如，如果特定的化合物 進(jìn)行公開(kāi)和討論，并且對(duì)包括該化合物的多種分子可以作出的多種修改進(jìn)行討論時(shí)，除非 特別地指出為相反，特別考慮了化合物的每一種組合和排列以及可能的修改。因此，如果一 類分子Α、Β和C進(jìn)行公開(kāi)以及一類分子D、E和F以及組合分子，A-D的實(shí)例進(jìn)行公開(kāi)時(shí)，則 即使每種都并未各自引述，每種都各自和整體地考慮了意義組合，A-F、A-F、B-D、B-E、B-F、 C-D、C-E，和C-F都認(rèn)為被公開(kāi)了。同樣，這些的任何子集或組合也被公開(kāi)。因此，例如，A-E、 B-F和C-E的子集也認(rèn)為是公開(kāi)的。這個(gè)概念適用于本申請(qǐng)的所有方面，包括，但不限于制 備和使用本發(fā)明的組合物的方法中的步驟。因此，如果存在各種可以實(shí)施的另外的步驟，則 應(yīng)該理解的是，這些另外的步驟的每一個(gè)可以與本發(fā)明的方法的任何特定方面或方面的組 合一起進(jìn)行實(shí)施。
[0034] 應(yīng)該理解的是，本文公開(kāi)的組合物具有某些功能。本文公開(kāi)了對(duì)于實(shí)施所公開(kāi)的 功能的某些結(jié)構(gòu)要求，并且應(yīng)該理解的是，存在各種可以實(shí)施與公開(kāi)的結(jié)構(gòu)相關(guān)的相同功 能的結(jié)構(gòu)，并且這些結(jié)構(gòu)通常會(huì)實(shí)現(xiàn)相同的效果。
[0035] 制備催化劑組合物的方法
[0036] 本文公開(kāi)了用于石腦油裂化的方法中的改性沸石催化劑組合物。
[0037] 在一個(gè)方面，本發(fā)明在此描述了改性沸石催化劑的方法，包括：
[0038] 提供沸石催化劑；
[0039] 將沸石催化劑與包含NaOH和Na2CO3的第一組合物接觸，從而制備浸出的沸石催化 劑；
[0040] 將浸出的沸石與包含再鋁化劑的第二組合物接觸，從而制備再鋁化的沸石催化 劑；
[0041] 用包含 Mg、Ba、Sr、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ce、Ag、Pd、Bi、Ti、V、Zr、Mo、W、Li 或La，或它們的混合物的一種或多種金屬原子或離子改性提供的沸石催化劑、浸出的沸石 催化劑或再鋁化的沸石，
[0042] 其中，該方法制備改性沸石催化劑。
[0043] A.沸石催化劑
[0044] 沸石是由SiOjP AlO 4四面體經(jīng)由共同