CN101619236A - 一种选择性加氢脱二烯烃方法 - Google Patents
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Abstract
一种选择性加氢脱二烯烃方法,包括在催化剂存在下,将馏分油原料与氢气反应,其中,所述催化剂含有载体、有机物、至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分,所述有机物与第VIII族金属组分的摩尔比为0.03-2,以氧化物计并以催化剂为基准,其焙烧后的组成为:第VIII族金属组分的含量为1.5-8重量%,第VIB族金属组分的含量为5.5-30重量%,余量为载体。与现有采用采用非贵金属催化剂进行的馏分油选择性加氢脱二烯烃相比,当获得的产品油的二烯值相同或相近时,本发明方法的操作温度将明显降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种选择性加氢脱二烯烃方法。
背景技术
油品中,例如焦化汽油中含有二烯烃,在一定的反应温度下,二烯烃除本身聚合外,还会同其它烃类发生反应,加速油品的氧化,生成胶质及其它的结焦前身物。通常,油品中的二烯烃可采用选择加氢的方法将其脱除。
US 6,388,162公开了一种在烯烃原料中脱除二烯烃的方法。该方法是对碳数在10到20的富含烯烃的原料进行精制,脱除其中的二烯烃。该方法使用的催化剂含有载体和金属,优选的载体为氧化铝或氧化硅,更为优选的载体,其比表面积不大于15米2/克,进一步优选2-5米2/克。优选的金属为Pd或者Pd与Ag,Cu,Co的合金。Pd金属含量为0.05-0.2重量%,优选0.2重量%。反应温度为0℃-100℃,优选26℃-49℃。
采用以贵金属为代表的还原态金属催化剂进行选择性加氢,可很好地将原料油中的二烯烃脱除。但对于硫、氮含量较高的全馏分或重馏分催化裂化汽油,贵金属容易失活,使这类催化剂的使用受到限制。
CN1676580A公开了一种馏分油选择性加氢脱二烯烃方法,该方法包括在加氢精制工艺条件下,将馏分油与催化剂接触,所述催化剂含有一种氧化铝载体和负载在该载体上的钴和/或镍、钼和/或钨及碱金属组分,其特征在于,所述碱金属与钴和/或镍的原子比为1.3-6。其中的加氢精制工艺条件包括反应温度为160-300℃、优选为200-260℃,氢分压为1.0-6.0兆帕、优选为1.2-4.0兆帕,液时空速为2.0-30.0小时-1、优选为5.0-20.0小时-1,氢油体积比50-600、优选为100-400。其中,加氢活性金属组分以氧化物或硫化物的形式存在。
与还原态金属型催化剂相比,采用非贵金属组分(以氧化物或硫化物的形式存在)催化剂进行馏分油选择性加氢脱二烯烃时,催化剂抗硫性能好,碱金属的存在对抑制催化剂表面积碳有利,因此现有技术在制备用于烯烃含量较高原料油的加氢精制催化剂时,常作为助剂组分引入碱金属。但存在缺点是反应温度偏高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有采用非贵金属催化剂进行馏分油选择性加氢脱二烯烃时反应温度偏高的缺点,提供一种新的反应温度较低的馏分油选择性加氢脱二烯烃方法。
本发明提供一种选择性加氢脱二烯烃方法,该方法包括在催化剂存在下,将馏分油原料与氢气反应,其中,所述催化剂含有载体、有机物、至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分,所述有机物与第VIII族金属组分的摩尔比为0.03-2,以氧化物计并以催化剂为基准,其焙烧后的组成为:第VIII族金属组分的含量为1.5-8重量%,第VIB族金属组分的含量为5.5-30重量%,余量为载体。
与现有采用采用非贵金属催化剂进行的馏分油选择性加氢脱二烯烃相比,在相同反应条件下,由本发明提供方法得到的产品油的二烯值明显低于现有方法得到的产品油。而当获得的产品油的二烯值相同或相近时,本发明方法的操作温度将则明显低于现有方法。
例如,对一种二烯值为3.3gI.(100g)-1、胶质8mg.(100ml)-1的焦化汽油进行加氢脱二烯,采用本发明提供的方法时,在反应温度为140℃的条件下,生成油中胶质为4mg/100mL,二烯值降至0.4gI2/100g;而采用参比方法时,当反应温度高达240℃条件下,得到的生成油中胶质仍高达5mg/100mL,二烯值为0.5gI2/100g。
按照本发明提供的方法,其中,所述催化剂焙烧后的组成,是指在大气气氛下催化剂于550℃焙烧4小时后的样品组成。
按照本发明提供的方法,其中,所述催化剂中的载体可以是任何一种可用于制备催化剂的耐热无机氧化物载体中的一种或几种。例如,所述耐热无机氧化物载体可选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化铝-氧化镁、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁、氧化硅-氧化锆、氧化硅-氧化钍、氧化硅-氧化铍、氧化硅-氧化钛、氧化硅-氧化锆、氧化钛-氧化锆、氧化硅-氧化铝-氧化钍、氧化硅-氧化铝-氧化钛、氧化硅-氧化铝-氧化镁、氧化硅-氧化铝-氧化锆、天然沸石、粘土中的一种或几种,优选氧化铝,氧化硅或氧化硅-氧化铝中的一种或几种,进一步优选为氧化铝。
所述氧化铝载体可以是选自γ、η、θ、δ和χ中的一种或几种的过渡相氧化铝,也可以是含有一种或几种选自硅、钛、镁、硼、锆、钍、铌、稀土填加组分的γ、η、θ、δ和χ中的一种或几种的过渡相氧化铝,优选为γ-氧化铝和含有一种或几种选自硅、钛、镁、硼、锆、钍、铌、稀土填加组分的γ-氧化铝中的一种或几种。
所述氧化铝可以是市售的商品也可由现有技术中任意一种方法制备。例如,可以是由选自三水合氧化铝、一水合氧化铝和无定形氢氧化铝之中的一种或一种以上的混合物,或者是含硅、钛、镁、硼、锆、钍、铌、稀土的三水合氧化铝、一水合氧化铝和无定形氢氧化铝之中的一种或一种以上的混合物经成型并焙烧后制得。
所述的第VIII族金属组分优选为镍和/或钴,第VIB族优选为钼和/或钨。以氧化物计并以催化剂为基准,优选其焙烧后的组成为:第VIII族金属组分的含量为2.1-6.2重量%,第VIB族金属组分的合理为6-22重量%,余量为载体。
所述的有机物选自含氧或含氮的有机物,含氧的有机物优选其中的有机醇、有机酸中的一种或几种,含氮的有机物优选其中的有机胺中的一种或几种。例如,含氧的有机物可以是乙二醇、丙三醇、聚乙二醇(分子量为200-1500)、二乙二醇、丁二醇、乙酸、马来酸、草酸、氨基三乙酸、1,2-环己烷二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或几种,含氮的有机物可以是乙二胺或EDTA及其铵盐。所述有机物与第VIII族金属组分的摩尔比为优选为0.38-1.5。
所述催化剂的制备方法包括在足以将所述有机物、至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分引入载体的条件下,将所述载体与含有机物、至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分的化合物的溶液接触,例如通过浸渍的方法浸渍。
在优选实施方式中,所述有机物的引入方法,可以是将所述有机物与其它组分的化合物,如含至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分的化合物中的一种或几种配制成混合溶液后浸渍所述的载体并干燥;还可以是将有机物单独配制溶液后浸渍所述载体干燥。当单独引入有机物时,优选首先引入其他组分,如首先引入至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分,经干燥、焙烧或不焙烧,之后再引入有机物。所述有机物的引入量使催化剂中有机物与第VIII族金属组分的摩尔比为0.38-1.5,进一步优选为0.42-1.32。所述干燥和焙烧的条件均是常规的,例如,干燥温度为100-300℃,优为100-280℃,干燥时间为1-12小时,优选为2-8小时;焙烧温度为350-550℃,优选为400-500℃,焙烧时间为1-8小时,优选为2-6小时。
所述含第VIII族金属的化合物或含第VIB族金属的化合物优选自它们的可溶性化合物中的一种或几种。例如,第VIII族的含钴化合物可以是硝酸钴、醋酸钴、碱式碳酸钴、氯化钴和钴的可溶性化合物中的一种或几种,优选为硝酸钴、碱式碳酸钴;含镍的化合物可以是硝酸镍、醋酸镍、碱式碳酸镍、氯化镍和镍的可溶性化合物中的一种或几种,优选为硝酸镍、碱式碳酸镍。第VIB族的含钼化合物可以是氧化钼、钼酸盐、仲钼酸盐中的一种或几种,优选其中的氧化钼、钼酸铵、仲钼酸铵;含钨化合物可以是钨酸盐、偏钨酸盐、乙基偏钨酸盐中的一种或几种,优选其中的偏钨酸铵、乙基偏钨铵。
所述的催化剂,视不同目的或要求可制成各种易于操作的成型物,例如微球、球形、片剂或条形等。成型可按常规方法进行,如压片、滚球、挤条等方法均可。在采用常规方法成型时,为确保成型的顺利进行向所述混合物中引入助剂是允许的,例如当挤条时,可以向混合物中引入适量助挤剂和水,之后挤出成型。所述助挤剂的种类及用量均可以是领域常规的,例如常见的助挤剂可以选自田菁粉、甲基纤维素、淀粉、聚乙烯醇、聚乙醇中的一种或几种。
按照本发明提供的方法,其中所述的反应条件包括反应温度为140-220℃、优选为150-180℃,氢分压为1-6兆帕、优选为1.2-4兆帕,液时空速为2-30小时-1、优选为4-20小时-1,氢油体积比50-600、优选为100-400。
按照本领域中的常规方法,本发明提供的催化剂在使用之前,通常可在氢气存在下,于140-370℃的温度下用含硫原料进行预硫化,这种预硫化可在器外进行也可在器内原位硫化,将其转化为硫化物型。
本发明提供的方法,可用于加氢脱二烯烃为目的的任何馏分油的加氢反应。特别适合用于含二烯烃的汽油馏分油的以加氢脱二烯烃为目的的加氢精制。所述汽油馏分可以是焦化汽油、催化裂化汽油、直馏汽油、热裂化汽油等。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明作进一步说明。
实例1
本实例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。
称取长岭炼油厂催化剂厂生产的干胶粉800克,挤成外接圆直径为1.4毫米的三叶形条,120℃烘干,630℃空气气氛下焙烧3小时得到584克载体Z。
采用分步浸渍的方法在载体Z引入镍、钼。首先,称取钼酸铵14.3克,采用16重量%的NH3水溶液溶解,配成浸渍液90毫升。用此溶液浸渍100克载体Z4小时,于120℃干燥4小时、420℃焙烧4小时,降至室温。称取碱式碳酸镍5.9克,EDTA5.81克,采用16重量%的NH3水溶液80毫升再次浸渍,并于120℃干燥4小时,得到催化剂C1。催化剂C1中EDTA与第VIII族金属组分的摩尔比值为0.48(为计算值,下同),经焙烧后,催化剂C1中镍、钼含量列于表1中。
镍、钼含量采用X射线荧光光谱法方法测定(下同)。
实例2
本实例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。
采用分步浸渍的方法在载体Z引入镍、钼。首先,称取钼酸铵22.3克,采用16重量%的NH3水溶液溶解,配成浸渍液90毫升。用此溶液浸渍100克载体Z4小时,于120℃干燥4小时、420℃焙烧4小时,降至室温。用含有碱式碳酸镍8.0克,柠檬酸11.7克的水溶液80毫升再次浸渍,并于120℃干燥4小时,得到催化剂C2。催化剂C2中柠檬酸与第VIII族金属组分的摩尔比值为1.0,经焙烧后,催化剂C2中镍、钼含量列于表1中。
实例3
本实例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。
采用分步浸渍的方法在载体Z引入镍、钼。首先,称取钼酸铵17.3克,偏钨酸铵0.70克,采用16重量%的NH3水溶液溶解,配成浸渍液90毫升。用此溶液浸渍100克载体Z4小时,于120℃干燥4小时、420℃焙烧4小时,降至室温。称取碱式碳酸镍6.8克,EDTA12.7克,采用16重量%的NH3水溶液80毫升再次浸渍,并于120℃干燥4小时,得到催化剂C3。催化剂C3中EDTA与第VIII族金属组分的摩尔比值为1.28,经焙烧后,催化剂C3中镍、钼、钨含量列于表1中。
实例4
本实例说明本发明提供的催化剂及其制备方法。
采用分步浸渍的方法在载体Z引入镍、钨。首先,称取偏钨酸铵26.9克,采用16重量%的NH3水溶液溶解,配成浸渍液90毫升。用此溶液浸渍100克载体Z4小时,于120℃干燥4小时、420℃焙烧4小时,降至室温。用含有碱式碳酸镍7.1克,柠檬酸9.4克的水溶液80毫升再次浸渍,并于120℃干燥4小时,得到催化剂C4。催化剂C4中柠檬酸与第VIII族金属组分的摩尔比值为0.9,经焙烧后,催化剂C4中镍、钨含量列于表1中。
对比例1
本对比例说明对比例催化剂及其制备方法。
称取硝酸镍10.84克,钼酸铵12.70克,采用16重量%NH3的水溶液溶解,配成浸渍液90毫升。用此溶液浸渍100克载体Z4小时,然后在120℃干燥4小时,420℃焙烧4小时,得到催化剂B1。催化剂B1中镍、钼氧化物含量列于表1中。
表1
实例5-8
本实例说明本发明提供催化剂用于汽油馏分油的二烯烃加氢性能。
以焦化汽油为原料(其性质见表2),在50ml固定床反应装置上评价催化剂C1、C2、C3、C4。在正式进料前,先用含2重%二硫化碳的直馏汽油对催化剂进行硫化,硫化条件为:氢分压1.6兆帕、温度290℃、液时空速2h- 1、氢油体积比300、硫化时间9小时,之后切入原料进行反应,反应温度为140-180℃,氢分压为3.6兆帕,体积空速8小时-1,氢油比(体积)400,反应100小时后取样分析,结果列于表3。
二烯值的测定方法:用移液管准确吸取5毫升试样于磨口锥形瓶中,再用移液管准确加入20毫升苯-无水马来酸酐溶液(每升苯中含30克无水马来酸酐)及0.2毫升碘-二甲苯溶液(0.1N),同时以10毫升苯代替试样作空白试验。将锥形瓶装上球形回流冷凝器,放入80℃恒温水浴中回流30分钟,再从冷凝器上口加入5毫升去离子水,继续回流30分钟,使剩余马来酸酐充分水解。冷却至室温,分别用5毫升乙醚、20毫升去离子水冲洗冷凝器,然后卸下锥形瓶。将瓶中混合物倒入250毫升分液漏斗中进行分离。最后用0.5N的氢氧化钠溶液滴定分离后的水溶液,记录消耗体积。
二烯值=12.692×N×(B-A)L×d
式中:N-NaOH标准溶液浓度
B-空白试验所消耗的NaOH溶液的体积,毫升
A-试样所消耗的NaOH溶液的体积,毫升
L-试样体积,毫升
d-试样20℃密度,克/毫升
溴价的测定方法为RIPP 66-90。
对比例2
本对比例说明参比催化剂用于汽油馏分油的加氢精制性能。
采用与实例4相同方法评价评价对比例催化剂B1,反应结果见表3。
对比例3
本对比例说明参比催化剂用于汽油馏分油的加氢精制性能。
以焦化汽油为原料(其性质见表2),在50ml固定床反应装置上评价催化剂C1。在正式进料前,先用含2重%二硫化碳的直馏汽油对催化剂进行硫化,硫化条件为:氢分压1.6兆帕、温度290℃、液时空速2h-1、氢油体积比300、硫化时间9小时,之后切入原料进行反应,反应温度为240℃,氢分压为1.6兆帕,体积空速20小时-1,氢油比(体积)100,反应100小时后取样分析,结果列于表3。
表2
油品名称 | 焦化汽油 |
密度(20℃),g/cm3二烯值,gI2/100g实际胶质,mg/100mL溴价,gBr/100g | 0.72533.3856.6 |
表3
实例 | 5 | 6 | 对比剂2 | 对比剂3 | 7 | 8 |
催化剂 | C1 | C2 | B1 | C1 | C3 | C4 |
反应温度,℃ | 160 | 160 | 160 | 240 | 160 | 140 |
产物性质二烯值,gI2/100g实际胶质,mg/100mL | 0.33 | <0.22 | 0.86 | 0.55 | 0.32 | 0.44 |
表3的结果可以说明,与现有催化剂相比,在较低的反应温度下,本发明提供的催化剂在用于汽油馏分油加氢精制时具有较高的二烯烃加氢活性。本发明提供的方法可在低温下脱除汽油馏分中的二烯烃。
Claims (10)
1.一种选择性加氢脱二烯烃方法,包括在催化剂存在下,将馏分油原料与氢气反应,其中,所述催化剂含有载体、有机物、至少一种选自第VIII族和至少一种选自第VIB族的加氢活性金属组分,所述有机物与第VIII族金属组分的摩尔比为0.03-2,以氧化物计并以催化剂为基准,所述催化剂焙烧后的组成为:第VIII族金属组分的含量为1.5-8重量%,第VIB族金属组分的含量为5.5-30重量%,余量为载体。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化剂含有选自含氧或含氮的有机物中的一种或几种,所述有机物与第VIII族金属组分的摩尔比为优选为0.38-1.5。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述含氧有机化合物选自有机醇、有机酸中的一种或几种,含氮有机化合物为有机胺。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的第VIII族金属组分优选为镍和/或钴,第VIB族优选为钼和/或钨。以氧化物计并以催化剂为基准,其焙烧后的组成为:第VIII族金属组分的含量为2.1-6.2重量%,第VIB族金属组分的合理为6-22重量%,余量为载体。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的载体选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化铝-氧化镁、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁、氧化硅-氧化锆、氧化硅-氧化钍、氧化硅-氧化铍、氧化硅-氧化钛、氧化硅-氧化锆、氧化钛-氧化锆、氧化硅-氧化铝-氧化钍、氧化硅-氧化铝-氧化钛、氧化硅-氧化铝-氧化镁、氧化硅-氧化铝-氧化锆、天然沸石、粘土中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的载体选自氧化铝,氧化硅和氧化硅-氧化铝中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述的载体为氧化铝。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的反应条件包括反应温度为140-220℃,氢分压为1-6兆帕,液时空速为2-30小时-1,氢油体积比50-600。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述的反应条件包括反应温度为150-180℃,氢分压为1.2-4兆帕,液时空速为4-20小时-1,氢油体积比为100-400。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述馏分油原料选自焦化汽油、催化裂化汽油、直馏汽油、热裂化汽油中等一种或几种。
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GR01 | Patent grant |