CN116096496A - 用于流化催化裂化的fcc催化剂组合物和使用fcc催化剂组合物的方法 - Google Patents
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Abstract
流化催化裂化催化剂组合物(FCC催化剂组合物)包括骨架取代的超稳定Y型沸石(USY沸石)和FCC沸石裂化添加剂,所述骨架取代的超稳定Y型沸石具有取代到USY沸石的骨架中的一种或多种过渡金属。用于改质烃进料的方法包括在足以改质至少一部分所述烃进料的反应条件下使所述烃进料与本公开的FCC催化剂组合物接触。用于改质烃进料的方法包括将所述烃进料传送到流化催化裂化装置,在足以使至少一部分所述烃进料进行裂化反应的反应条件下,在所述流化催化裂化装置中使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触以产生裂化反应混合物,所述裂化反应混合物包括使用的FCC催化剂组合物和包含一种或多种烯烃的裂化流出物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月2日提交的标题为“用于流化催化裂化的FCC催化剂组合物和使用FCC催化剂组合物的方法”的美国专利申请序列号16/919,336的优先权,其全部内容通过引用并入本公开中。
背景技术
技术领域
本公开一般涉及用于改质烃的方法,更具体地涉及催化剂组合物和使用催化剂组合物改质烃的流化催化裂化方法。
技术背景
石化进料,例如原油,可转化为化学产品和中间体,如烯烃和芳香族化合物,其是大部分石化行业的基本中间体。世界范围内对轻质烯烃和芳香族化合物日益增长的需求仍然是许多综合炼油厂面临的主要挑战。特别地,一些有价值的轻质烯烃(如乙烯、丙烯和丁烯)的生产已引起越来越多的关注,因为纯烯烃料流被认为是聚合物合成的结构单元。此外,芳香族化合物如苯、甲苯、乙苯和二甲苯可以是用于合成聚合物和其它有机化合物以及用于燃料添加剂的有价值的中间体。
发明内容
流化催化裂化(FCC)装置是现代炼油厂的主要烃转化装置之一。FCC装置可以主要在常规FCC装置中生产汽油,或在高苛刻度FCC装置中生产丙烯。常规FCC装置可以在500摄氏度(℃)至550℃的温度和3.0:1至6.0:1的剂油比下操作。另一方面,高苛刻度FCC装置可以在600℃至650℃的温度和大于6.0:1的剂油比下操作。在高苛刻度FCC装置中,烃可以在FCC催化剂上转化为汽油,然后可以在FCC催化剂添加剂上转化为烯烃。烯烃可包括乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合。
在FCC工艺中,烃用保持在流化状态的酸性催化剂催化裂化。催化剂可以连续再生。这种工艺的主要产品之一通常为汽油。也可以较少量生产其他产品,例如液化石油气和裂化瓦斯油。在FCC工艺中,汽油和其它烃产物还可改质为轻质烯烃,例如乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合。在将再生催化剂再循环回到反应区之前,沉积在催化剂上的焦炭在高温和空气存在下烧掉。尽管FCC工艺取得了许多进展,但该行业仍在不断寻求改进的催化剂材料,特别是能够提高向所需产品的转化率的催化剂材料。
因此,目前需要流化催化裂化催化剂组合物和改质烃的方法,以提高裂化过程的效率,并提高更高价值产物如轻质烯烃的产率。本公开涉及流化催化裂化(FCC)催化剂组合物,其包括骨架取代的超稳定Y沸石和FCC沸石裂化添加剂。与FCC装置中常用的常规裂化催化剂相比,这些FCC催化剂组合物可具有更大的裂化活性,同时减少了干气和焦炭的产生。本公开的FCC催化剂组合物可大大地提高烃进料向所需产物如轻质烯烃和汽油的转化率。
根据本公开的一个或多个方面,FCC催化剂组合物可包括骨架取代的USY沸石,所述骨架取代的USY沸石包括取代到USY沸石的骨架中的一种或多种过渡金属。基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物还可包括1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂。
在本公开的一个或多个其它方面,用于改质烃进料的方法可包括在足以改质至少一部分所述烃进料的反应条件下使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触。所述FCC催化剂组合物可包括骨架取代的USY沸石和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂。所述骨架取代的USY沸石可包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合。
在本公开的其它方面,用于改质烃进料的方法可包括将烃进料传送到流化催化裂化装置。该方法还可以包括在足以使至少一部分所述烃进料进行裂化反应的反应条件下,在所述流化催化裂化装置中使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触。所述裂化反应可产生裂化反应混合物,所述裂化反应混合物包括使用的FCC催化剂组合物和包含一种或多种烯烃的裂化流出物。所述FCC催化剂组合物可包括骨架取代的USY沸石,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合。基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物还可包括1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂。该方法还可以包括将所述裂化反应混合物传送到催化剂分离器,该催化剂分离器将所述裂化反应混合物分离成所使用的FCC催化剂组合物和所述裂化流出物,以及将所述裂化流出物从所述流化催化裂化装置中排出。
本公开中描述的技术的附加特征和优点将在下面的具体实施方式中阐述,并且部分地对于本领域技术人员而言根据说明书将是显而易见的,或者通过实践包括下面的具体实施方式、权利要求书以及附图的本公开中描述的技术而被认识。
附图说明
当结合以下附图阅读时,可以最好地理解本公开的具体实施方式的以下具体实施方式,其中相同的结构用相同的附图标记表示,并且其中:
图1示意性地描绘了根据本公开中示出和描述的一个或多个实施方式的用于改质烃进料的系统的概括流程图;以及
图2示意性地描绘了根据本公开中示出和描述的一个或多个实施方式的用于改质烃进料的另一系统的概括流程图。
为了描述图1-2的简化示意图和描述的目的,不包括可以采用并且为某些化学处理操作领域的普通技术人员所熟知的许多阀、温度传感器、电子控制器等。此外,未示出通常包括在化学处理操作中的附件,例如空气供应、热交换器、缓冲罐、催化剂料斗或其他相关系统。将已知的是,这些部件在所公开的本实施方式的精神和范围内。然而,可以将诸如本公开中描述的那些操作部件加入到本公开中描述的实施方式中。
还应注意,附图中的箭头是指工艺流。然而,箭头可以等效地指可以用于在两个或多个系统部件之间传输工艺流的传输线。另外,连接到系统部件的箭头限定每个给定系统部件中的入口或出口。箭头方向通常对应于由箭头表示的物理传输线内包含的流的材料的主要移动方向。此外,不连接两个或多个系统部件的箭头表示离开所描绘的系统的产物流或进入所描绘的系统的系统入口流。产物流可以在伴随的化学处理系统中进一步处理,或者可以作为最终产品商业化。系统入口流可以是从伴随的化学处理系统转移的流,或者可以是未处理的原料流。一些箭头可以表示再循环流,其是再循环回到系统中的系统部件的流出物流。然而,应当理解,在一些实施方式中,任何所示的再循环流可以被相同材料的系统入口流代替,并且一部分再循环流可以作为系统产物离开系统。
另外,附图中的箭头可以示意性地描绘将流从一个系统组件输送到另一个系统组件的过程步骤。例如,从一个系统组件指向另一个系统组件的箭头可以表示将系统组件流出物“传递”到另一个系统组件,其可以包括从一个系统组件“离开”或“去除”的工艺流的内容物,并且将该产物流的内容物“引入”到另一个系统组件。
应当理解,当两个或多个管线在图1-2的示意性流程图中相交时,将两个或多个工艺流“混合”或“组合”。混合或组合还可以包括通过将两个流直接引入到类似的反应器、分离装置或其它系统组件中来混合。例如,应当理解,当两个流描绘为在进入分离单元或反应器之前直接组合时,在一些实施方式中,流可以等同地引入分离单元或反应器中并在反应器中混合。
现在将更详细地参考本公开的各种实施方式,其中一些实施方式在附图中示出。只要有可能,在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
具体实施方式
本公开涉及流化催化裂化催化剂组合物和通过使用所述流化催化裂化催化剂组合物裂化烃进料来改质烃的方法。特别地,本公开涉及流化催化裂化催化剂组合物(FCC催化剂组合物),其包括骨架取代的超稳定Y沸石(骨架取代的USY沸石)和FCC沸石裂化添加剂。本公开还涉及使用所述FCC催化剂组合物改质烃进料的方法。所述方法可包括在足以改质至少一部分所述烃进料的反应条件下,在流化催化裂化装置中使所述烃进料与所述FCC催化剂组合物接触。
与FCC工艺中使用的常规催化剂相比,本公开的各种FCC催化剂组合物和用于改质烃的方法可以为流化催化裂化工艺提供提高的效率。也就是说,本公开的各种FCC催化剂组合物和用于改质烃的方法可以增加烃进料的转化率并增加所需产物如轻质烯烃(乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合)和汽油的产率。本公开的FCC催化剂组合物和用于改质烃的方法还可以减少干气和焦炭的产量。
如本公开中所用,“催化剂”可以指增加特定化学反应速率的任何物质。本公开中描述的催化剂和催化剂组分可用于促进各种反应,例如但不限于裂化、芳族裂化或它们的组合。
如本公开中所用,“裂化”可以指其中具有碳-碳键的分子通过断裂一个或多个碳-碳键而断裂成多于一个分子的化学反应;其中,包括环状部分的化合物(例如芳族化合物)转化为不包含环状部分的化合物;或其中,将具有碳-碳双键的分子还原成碳-碳单键。一些催化剂可以具有多种形式的催化活性,并且通过一种特定功能调用催化剂不会使该催化剂不能对其他功能具有催化活性。
如在整个本公开中所使用的,术语“轻质烯烃”可以指乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合中的一种或多种。
如在整个本公开中所使用的,术语“丁烯”可以指丁烯的一种或多于一种异构体,例如1-丁烯、反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯、异丁烯或这些异构体的混合物中的一种或多种。如在整个本公开中所使用的,术语“正丁烯”可以指1-丁烯、反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯或这些异构体的混合物中的一种或多于一种,并且不包括异丁烯。如在整个本公开中所使用的,术语“2-丁烯”可以指反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯或这两种异构体的混合物。
如在整个本公开中所使用的,术语“原油”或“全原油”可以指直接从油田或从脱盐单元接收的原油,而没有通过蒸馏分离任何馏分。
如在整个本公开所使用的,术语“上游”和“下游”可以指单元操作相对于工艺流的流动方向的相对定位。如果流过系统的工艺流在遇到第二单元操作之前遇到第一单元操作,则系统的第一单元操作可以被认为是第二单元操作的“上游”。同样,如果流过系统的工艺流在遇到第二单元操作之前遇到第一单元操作,则第二单元操作可以被认为是第一单元操作的“下游”。
如本公开中所使用的,将料流或流出物从一个单元“直接”传递到另一个单元可以指将料流或流出物从第一单元传递到第二单元,而不使料流或流出物通过显著改变料流或流出物的组成的介入反应系统或分离系统。热传递装置,例如热交换器、预热器、冷却器、冷凝器或其他热传递设备,以及压力装置,例如泵、压力调节器、压缩机或其他压力装置,不被认为是改变料流或流出物的组成的介入系统。将两种料流或流出物组合在一起也不被认为包括改变所组合的料流或流出物中的一者或两者的组成的介入系统。
如本公开中所使用的,术语“流出物”可以指在特定反应或分离之后从反应器、反应区或分离单元排出的料流。通常,流出物具有与进入分离单元、反应器或反应区的料流不同的组成。应当理解,当将流出物传送到另一系统单元时,可以仅传送该系统流的一部分。例如,滑流可以带走一些流出物,这意味着仅一部分流出物可以进入下游系统单元。术语“反应流出物”可以更特别地用于指从反应器或反应区排出的料流。
还应当理解,可以针对料流的组分来命名料流,并且命名料流的组分可以是料流的主要组分(例如包括50wt.%、70wt.%、90wt.%、95wt.%、99wt.%、99.5wt.%或甚至99.9wt.%的料流含量至100wt.%的料流含量)。还应当理解,当包括该组分的料流公开为从一个系统组件传递到另一个系统组件时,料流的组分公开为从该系统组件传递到另一个系统组件。例如,所公开的传递到第一系统组件或从第一系统组件传递到第二系统组件的“氢气流”应理解为等同地公开了传递到第一系统组件或从第一系统组件传递到第二系统组件的“氢气”。
如前所述,本公开的FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石,其具有取代到所述USY沸石的骨架中的一种或多种过渡金属。基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物还可以包括1wt.%至50wt.%的FCC沸石裂化添加剂。本公开的FCC催化剂组合物可以单独使用或与用于将烃转化为汽油、烯烃或其它有价值的产物和中间体的FCC方法中的其它流化催化裂化催化剂材料组合使用。
所述骨架取代的USY沸石可以是含有构成USY沸石的骨架的至少一部分的一个或多个过渡金属原子的USY沸石。所述骨架取代的USY沸石是其中硅原子和铝原子形成沸石骨架并且其中形成沸石骨架的铝原子的一部分被过渡金属原子如铪、锆、钛或它们的组合的原子取代的USY沸石。基于所述骨架取代的USY沸石的总重量,所述骨架取代的USY沸石可包括0.1-5wt.%的每种过渡金属。例如,基于所述骨架取代的USY沸石的总重量,所述骨架取代的USY沸石可包括0.1-4wt.%、0.2-4wt.%或0.3-3wt.%的每种过渡金属。基于所述骨架取代的USY沸石的总重量,所述骨架取代的USY沸石可包括0.1-15wt.%的过渡金属。例如,基于所述骨架取代的USY沸石的总重量,所述骨架取代的USY沸石可包括0.1-12.5wt.%、0.5-10wt.%或1.0-7.5wt.%的过渡金属。取代到所述骨架取代的USY沸石中的过渡金属的量可包括在沸石骨架内取代铝原子的过渡金属原子和未取代铝原子但在所述骨架取代的USY沸石的孔的内表面上携带的过渡金属原子。
所述一种或多种过渡金属可包括铪、锆、钛或它们的组合。在实施方式中,所述一种或多种过渡金属包括铪。在实施方式中,所述骨架取代的USY沸石可包括锆、钛或锆和钛。在实施方式中,所述骨架取代的USY沸石可包括铪、锆或铪和锆。铪、锆、钛或这些过渡金属的组合的至少一部分可以例如以金属氧化物的形式负载在USY沸石的孔的内表面上或与USY沸石的孔的内表面组合,所述金属氧化物例如氧化铪颗粒、氧化锆颗粒、氧化钛颗粒或它们的组合。铪、锆、钛或它们的组合的金属氧化物可与USY沸石的中孔的内表面组合。
在实施方式中,合适的铪化合物可以包括例如硝酸铪、氯化铪、氟化铪、溴化铪和草酸铪。合适的锆化合物可包括例如硫酸锆、硝酸锆和氯化锆。合适的钛化合物可包括硫酸钛、乙酸钛、氯化钛、硝酸钛和乳酸钛。
所述过渡金属原子在所述骨架取代的USY沸石的骨架中的骨架取代可以通过例如X射线荧光、高频等离子体发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见-近红外分光光度法(UV-Vis-NIR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)或核磁共振光谱(NMR)来验证。
所述骨架取代的USY沸石可具有2.430nm至2.450nm的晶格常数,例如2.432nm至2.434nm,2.432nm至2.436nm,2.432nm至2.438nm,2.432nm至2.440nm,2.432nm至2.442nm,2.432nm至2.444nm,2.432nm至2.446nm,2.432nm至2.448nm,2.434nm至2.436nm,2.434nm至2.438nm,2.434nm至2.440nm,2.434nm至2.442nm,2.434nm至2.444nm,2.434nm至2.446nm,2.434nm至2.448nm,2.434nm至2.450nm,2.436nm至2.438nm,2.436nm至2.440nm,2.436nm至2.442nm,2.436nm至2.444nm,2.436nm至2.446nm,2.436nm至2.448nm,2.436nm至2.450nm,2.438nm至2.440nm,2.438nm至2.442nm,2.438nm至2.444nm,2.438nm至2.446nm,2.438nm至2.448nm,2.438nm至2.450nm,2.440nm至2.442nm、2.440nm至2.444nm、2.440nm至2.446nm、2.440nm至2.448nm、2.440nm至2.450nm、2.442nm至2.444nm、2.442nm至2.446nm、2.442nm至2.448nm、2.442nm至2.450nm、2.444nm至2.446nm、2.444nm至2.448nm、2.444nm至2.450nm、2.446nm至2.448nm、2.446nm至2.450nm或2.448nm至2.450nm。晶格常数可以使用ASTM方法D3942测量。晶格常数小于2.430nm可能倾向于降低所述FCC催化剂组合物的活性。不受任何特定理论的束缚,所述FCC催化剂组合物的活性可能由于骨架结构中的高SiO2/Al2O3摩尔比和少量固体酸位点用作裂化的活性位点而降低。类似地,晶格常数大于2.450nm可导致在FCC反应期间所述骨架取代的USY沸石的晶体结构的破坏。不受任何特定理论的束缚,据信在FCC反应期间所述骨架取代的USY沸石的晶体结构的破坏可能由低耐热性引起,这也可能导致所述FCC催化剂组合物的活性降低。
所述骨架取代的USY沸石可具有600平方米/克至900平方米/克的比表面积,如通过布鲁诺尔-埃米特-特勒(BET)方法测定的。例如,所述骨架取代的USY沸石可包括600m2/g至875m2/g、600m2/g至850m2/g、600m2/g至825m2/g、600m2/g至800m2/g、600m2/g至775m2/g、600m2/g至750m2/g、600m2/g至725m2/g、600m2/g至700m2/g、600m2/g至675m2/g、600m2/g至650m2/g、600m2/g至625m2/g、625m2/g至900m2/g、650m2/g至900m2/g、675m2/g至900m2/g、700m2/g至900m2/g、725m2/g至900m2/g、750m2/g至900m2/g,775m2/g至900m2/g、800m2/g至900m2/g、825m2/g至900m2/g、850m2/g至900m2/g或875m2/g至900m2/g的比表面积。比表面积小于600m2/g可以减少在FCC反应期间具有有效催化活性的固体酸位点的数量。类似地,由于生产限制,比表面积超过900m2/g可能是不切实际的。然而,如果发现沸石材料加工方面的进展,则可能会发现优点。
所述骨架取代的USY沸石可具有5:1至100:1的二氧化硅(SiO2)与氧化铝(Al2O3)的摩尔比。例如,所述骨架取代的USY沸石可包括10:1至100:1、20:1至100:1、30:1至100:1、40:1至100:1、50:1至100:1、60:1至100:1、70:1至100:1、80:1至100:1、90:1至100:1、5:1至90:1、5:1至80:1、5:1至70:1、5:1至60:1、5:1至50:1、5:1至40:1、5:1至30:1、5:1至20:1、5:1至10:1、10:1至95:1、15:1至90:1、20:1至85:1或25:1至80:1的SiO2与Al2O3的摩尔比。SiO2与Al2O3的摩尔比小于5:1可能不会产生有效的孔体积。不受任何特定理论的束缚,据信无效的孔体积可能导致裂化活性的降低。类似地,SiO2与Al2O3的摩尔比大于100:1可导致固体酸位点的数量减少。不受任何特定理论的束缚,据信减少固体酸位点的数量可能导致裂化活性的降低。
为了产生所述骨架取代的USY沸石,USY沸石内的一部分铝原子可以被铪原子、锆原子、钛原子或它们的组合取代。所述骨架取代的USY沸石可以通过在500℃至700℃的温度下烧制USY沸石来制备。然后可以形成含有烧制的USY沸石的悬浮液,该悬浮液的液体与固体质量比为5至15。可以加入无机酸或有机酸,使得溶液的pH可以为1.0至2.0。然后可以将含有过渡金属(例如铪、锆或钛)的溶液与悬浮液混合。包括悬浮液和过渡金属溶液的混合物可以用例如氨水中和,使得pH为约7.0。
USY沸石可用作制备所述骨架取代的USY沸石的方法的原料。USY沸石可以是市售USY沸石或可以由Y沸石制备。USY沸石的生产方法是本领域普通技术人员已知的。例如,上述USY沸石的一种生产方法可包括使通过常规方法合成的Y型沸石(Na-Y)通过常规方法进行钠离子与铵离子的交换,例如将Y型沸石分散在水中以制备悬浮液,向所述悬浮液中加入硫酸铵,用水洗涤固体物质,在40℃至80℃的温度下用硫酸铵水溶液洗涤所述固体物质,在40℃至95℃的温度下用水洗涤所述固体物质,以及在100℃至180℃的温度下干燥所述固体物质约30分钟。因此,铵交换的Y型沸石NH4-50-70Y,其中Y型沸石中包含的约50wt.%至70wt.%的Na被NH4取代。
随后,可以通过在例如饱和蒸气气氛中在500℃至800℃下煅烧上述铵交换的Y型沸石(NH4-50-70Y)10分钟至10小时来制备氢型Y沸石(HY)。然后,获得了铵交换的Y型沸石(NH4-80-97Y),其中,初始Y型沸石(Na-Y)中包含的约80wt.%至97wt.%的Na与NH4进行离子交换。可以将以上获得的氢Y型沸石在40℃至95℃的温度下分散在水中以制备悬浮液,并将硫酸铵加入该悬浮液中。然后可以将该悬浮液在40℃至95℃的温度下压制10分钟至3小时。然后,固体物质可以在40℃至95℃的温度下用水洗涤,然后在40℃至95℃的温度下用硫酸铵水溶液洗涤,并且随后在40℃至80℃的温度下用水洗涤。然后,将固体物质在100℃至180℃的温度下干燥约30分钟至30小时。在实施方式中,最终铵离子交换速率可以为90%或更高。
由此获得的铵交换的Y型沸石(NH4-80-97Y)可以在例如饱和蒸气气氛中在500℃至700℃下煅烧10分钟至10小时。因此,可以制备USY沸石,其具有2.430nm至2.450nm的晶格常数、600平方米/克至900平方米/克的比表面积和5:1至100:1的SiO2与Al2O3的摩尔比。
在生产本公开的骨架取代的USY沸石的方法中,可以从上述USY沸石中去除非骨架铝,以获得晶格常数为2.430nm至2.450nm的USY沸石。可以通过例如以下方法去除非骨架铝:在40℃至95℃的温度下将上述USY沸石分散在水中以制备悬浮液,向该悬浮液中加入硫酸,并将悬浮液压制10分钟至3小时,同时将温度保持在40℃至95℃以溶解非骨架铝。在溶解非骨架铝之后,可以过滤悬浮液,并且过滤器上的残余物可以在40℃至95℃的温度下用纯净水洗涤并在100℃至145℃的温度下干燥,由此可以获得从中去除非骨架铝的USY沸石。
在生产本公开的骨架取代的USY沸石的方法中,USY沸石可以在500℃至700℃,如550℃至650℃的温度下煅烧。煅烧的持续时间通常不是关键的,只要获得目标骨架取代的USY沸石即可。在实施方式中,煅烧的持续时间可为30分钟至10小时。在实施方式中,用于煅烧USY沸石的煅烧气氛为空气。
然后可以用铪、钛、锆或它们的组合中的一种或多种骨架取代煅烧的USY沸石。为了骨架替代煅烧的USY沸石,可以将煅烧的USY沸石悬浮在温度为20℃至30℃的水中以形成悬浮液。液体与固体的质量比可以在5:1至15:1的范围内,例如8:1至12:1。接下来,可以将无机酸或有机酸加入悬浮液中,使得可以将悬浮液的pH控制在1.0至2.0的范围内。悬浮液的pH可以控制在1.0至2.0的范围内,以防止在铪化合物、锆化合物、钛化合物或它们的组合的水溶液与USY沸石的悬浮液混合期间产生沉淀。无机酸可包括但不限于硫酸、硝酸或盐酸。有机酸可包括但不限于羧酸。随后,可以将包括铪化合物、锆化合物、钛化合物或它们的组合的溶液加入到悬浮液中并混合。
铪化合物、锆化合物、钛化合物或它们的组合的水溶液与USY沸石的悬浮液的混合可以通过将铪化合物、锆化合物、钛化合物或它们的组合的水溶液逐渐加入到USY沸石的悬浮液中来进行。在将水溶液加入到悬浮液中完成后,可以通过在例如环境条件(约25℃)下搅拌3小时至5小时来混合溶液。在混合完成后,可以通过加入碱性化合物(例如但不限于氨水)来中和混合溶液,使得可以将pH控制在7.0至7.5。所得骨架取代的USY沸石可以过滤,用水洗涤,并在80℃至180℃的温度下干燥。
基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括5-60wt.%的骨架取代的USY沸石。在实施方式中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,本公开的FCC催化剂组合物可包括5wt.%至10wt.%、5wt.%至15wt.%、5wt.%至20wt.%、5wt.%至25wt.%、5wt.%至30wt.%、5wt.%至35wt.%、5wt.%至40wt.%、5wt.%至45wt.%、5wt.%至50wt.%、5wt.%至55wt.%、10wt.%至15wt.%、10wt.%至20wt.%、10wt.%至25wt.%、10wt.%至30wt.%、10wt.%至35wt.%、10wt.%至40wt.%、10wt.%至45wt.%、10wt.%至50wt.%、10wt.%至55wt.%、10wt.%至60wt.%、15wt.%至20wt.%、15wt.%至25wt.%、15wt.%至30wt.%、15wt.%至35wt.%、15wt.%至40wt.%、15wt.%至45wt.%、15wt.%至50wt.%、15wt.%至55wt.%、20wt.%至25wt.%,20wt.%至30wt.%、20wt.%至35wt.%、20wt.%至40wt.%、20wt.%至45wt.%、20wt.%至50wt.%、20wt.%至55wt.%、20wt.%至60wt.%、25wt.%至30wt.%、25wt.%至35wt.%、25wt.%至40wt.%、25wt.%至45wt.%、25wt.%至50wt.%、25wt.%至55wt.%、25wt.%至60wt.%、30wt.%至35wt.%、30wt.%至40wt.%,30wt.%至45wt.%、30wt.%至50wt.%、30wt.%至55wt.%、30wt.%至60wt.%、35wt.%至40wt.%、35wt.%至45wt.%、35wt.%至50wt.%、35wt.%至55wt.%、35wt.%至60wt.%、40wt.%至45wt.%、40wt.%至50wt.%、40wt.%至55wt.%、40wt.%至60wt.%、45wt.%至50wt.%、45wt.%至55wt.%、45wt.%至60wt.%,50wt.%至55wt.%、50wt.%至60wt.%或55wt.%至60wt.%的骨架取代的USY沸石。
除了所述骨架取代的USY沸石之外,所述FCC催化剂组合物还可以包括所述FCC沸石裂化添加剂。所述FCC沸石裂化添加剂可包括MFI骨架沸石、MEL骨架沸石、β骨架沸石、丝光沸石骨架沸石或它们的组合中的一种或多种。此外,所述FCC催化剂组合物可包括任何其它烯烃选择性添加剂。
在实施方式中,所述FCC沸石裂化添加剂可包括MFI骨架添加剂。在一些实施方式中,所述MFI骨架添加剂可包括ZSM-5沸石。如本公开中所用,“MFI骨架沸石”是指具有根据IUPAC沸石命名法的MFI骨架类型并由二氧化硅和氧化铝组成的沸石。ZSM-5是指“索康美孚沸石-5”,并且是可以由化学式NanAlnSi96-nO192.16H2O表示的pentasil族沸石,其中,0<n<27。在另一些实施方式中,FCC沸石裂化添加剂可包括MEL骨架沸石。所述MEL骨架沸石可以为ZSM-11沸石。ZSM-5是指“索康美孚沸石-11”,并且是可以由化学式NanAlnSi96-nO192.16H2O表示的pentasil族沸石,其中,0<n<16。
在实施方式中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括1wt.%至50wt.%的FCC沸石裂化添加剂,例如基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1wt.%至5wt.%、1wt.%至10wt.%、1wt.%至15wt.%、1wt.%至20wt.%、1wt.%至25wt.%、1wt.%至30wt.%、1wt.%至35wt.%、1wt.%至40wt.%、1wt.%至45wt.%、5wt.%至10wt.%、5wt.%至15wt.%、5wt.%至20wt.%、5wt.%至25wt.%、5wt.%至30wt.%、5wt.%至35wt.%、5wt.%至40wt.%、5wt.%至45wt.%、5wt.%至50wt.%、10wt.%至15wt.%、10wt.%至20wt.%、10wt.%至25wt.%、10wt.%至30wt.%、10wt.%至35wt.%、10wt.%至40wt.%、10wt.%至45wt.%、10wt.%至50wt.%、15wt.%至20wt.%,15wt.%至25wt.%、15wt.%至30wt.%、15wt.%至35wt.%、15wt.%至40wt.%、15wt.%至45wt.%、15wt.%至50wt.%、20wt.%至25wt.%、20wt.%至30wt.%、20wt.%至35wt.%、20wt.%至40wt.%、20wt.%至45wt.%、20wt.%至50wt.%、25wt.%至30wt.%、25wt.%至35wt.%、25wt.%至40wt.%、25wt.%至45wt.%,25wt.%至50wt.%、30wt.%至35wt.%、30wt.%至40wt.%、30wt.%至45wt.%、30wt.%至50wt.%、35wt.%至40wt.%、35wt.%至45wt.%、35wt.%至50wt.%、40wt.%至45wt.%、40wt.%至50wt.%或45wt.%至50wt.%的FCC沸石裂化添加剂。
基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括15wt.%至60wt.%的无机填料。例如,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括15wt.%至20wt.%、15wt.%至25wt.%、15wt.%至30wt.%、15wt.%至35wt.%、15wt.%至40wt.%、15wt.%至45wt.%、15wt.%至50wt.%、15wt.%至55wt.%、20wt.%至25wt.%、20wt.%至30wt.%、20wt.%至35wt.%、20wt.%至40wt.%、20wt.%至45wt.%、20wt.%至50wt.%、20wt.%至55wt.%、20wt.%至60wt.%、25wt.%至30wt.%、25wt.%至35wt.%、25wt.%至40wt.%、25wt.%至45wt.%、25wt.%至50wt.%、25wt.%至55wt.%、25wt.%至60wt.%、30wt.%至35wt.%、30wt.%至40wt.%、30wt.%至45wt.%、30wt.%至50wt.%、30wt.%至55wt.%、30wt.%至60wt.%、35wt.%至40wt.%、35wt.%至45wt.%,35wt.%至50wt.%、35wt.%至55wt.%、35wt.%至60wt.%、40wt.%至45wt.%、40wt.%至50wt.%、40wt.%至55wt.%、40wt.%至60wt.%、45wt.%至50wt.%、45wt.%至55wt.%、45wt.%至60wt.%、50wt.%至55wt.%、50wt.%至60wt.%或55wt.%至60wt.%的无机填料。所述无机填料可以是基于二氧化硅或基于氧化铝的。所述无机填料可以包括硅溶胶、水玻璃(硅酸钠)、硅酸液体、碱式氯化铝、磷酸二氢铝、氧化铝溶胶、活性氧化铝、多孔二氧化硅、金属捕集剂或它们的组合中的一种或多种。在实施方式中,所述无机填料可以是包括SiO2的硅溶胶。包括浓度为10质量%至15质量%的SiO2的硅溶胶可以通过同时且连续地加入包括浓度为12质量%至23质量%的SiO2的水玻璃和浓度为20质量%至30质量%的硫酸来制备。通过将一种或多种微晶氧化铝(例如三水铝石、三羟铝石或勃姆石)溶解在酸溶液中获得的溶液可用作铝化合物填料。碱式氯化铝可由式(1)表示。
[Al2(OH)nCL6-n]m(1)
(其中,0<n<6且1<m<10,并且符号m表示自然数)。
磷酸二氢铝(aluminum biphosphate),也称为双氢磷酸铝或磷酸二氢铝(primaryaluminum phosphate),由Al(H2PO4)3表示。氧化铝溶胶可以通过例如用酸调节假勃姆石氧化铝的pH来制备。无机氧化物可以是活性氧化铝、多孔二氧化硅、稀土金属化合物和金属捕获剂(金属捕集剂)。
所述FCC催化剂组合物可包括一种或多种基质材料。如在本公开中所使用,“基质材料”可以指粘土材料,例如高岭土。不受理论束缚,据信所述FCC催化剂组合物的基质材料可同时起到物理和催化功能。物理功能包括提供颗粒完整性和耐磨性,充当传热介质,以及提供多孔结构以允许烃扩散进入和离开催化剂微球。基质还可以影响催化剂选择性、产品质量和对毒物的耐受性。基质材料可能倾向于对直接涉及相对大分子的那些反应的总体催化性质发挥其最强的影响。在实施方式中,基质材料包括高岭土。如本公开中所用,“高岭土”是指具有相对大量(例如至少约50wt.%、至少60wt.%、至少70wt.%、至少80wt.%、至少90wt.%或甚至至少95wt.%)的高岭石的粘土材料,其可以由化学式Al2Si2O5(OH)4表示。在另外的实施方式中,基质材料可包括其他粘土材料。
基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括30wt.%至60wt.%的一种或多种基质材料。在实施方式中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括30wt.%至55wt.%、30wt.%至50wt.%、30wt.%至45wt.%、30wt.%至40wt.%、30wt.%至35wt.%、35wt.%至60wt.%、40wt.%至60wt.%、45wt.%至60wt.%、50wt.%至60wt.%或55wt.%至60wt.%的基质材料。在实施方式中,所述FCC催化剂组合物可以以所公开的wt.%范围的量包括任何单一公开的基质材料。在实施方式中,所述FCC催化剂组合物可以以公开的wt.%范围的量包括任何两种或多种基质材料的组合。
在实施方式中,所述FCC催化剂组合物可包括具有化学式RE2O3的稀土氧化物,其中,RE为稀土金属。稀土金属氧化物的稀土金属可以包括铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)或它们的组合中的一种或多种。基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括0.0wt.%至6.0wt.%的稀土氧化物。基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物可包括0.0wt.%至0.5wt.%、0.0wt.%至1.0wt.%、0.0wt.%至1.5wt.%、0.0wt.%至2.0wt.%、0.0wt.%至2.5wt.%、0.0wt.%至3.0wt.%、0.0wt.%至4wt.%、0.0wt.%至5wt.%、0.5wt.%至1.0wt.%、0.5wt.%至1.5wt.%、0.5wt.%至2.0wt.%、0.5wt.%至2.5wt.%、0.5wt.%至3.0wt.%、0.5wt.%至4.0wt.%、0.5wt.%至5.0wt.%、0.5wt.%至6.0wt.%、1.0wt.%至1.5wt.%、1.0wt.%至2.0wt.%、1.0wt.%至2.5wt.%、1.0wt.%至3.0wt.%、1.0wt.%至4.0wt.%、1.0wt.%至5.0wt.%、1.0wt.%至6.0wt.%、1.5wt.%至2.0wt.%、1.5wt.%至2.5wt.%、1.5wt.%至3.0wt.%、1.5wt.%至4.0wt.%、1.5wt.%至5.0wt.%、1.5wt.%至6.0wt.%、2.0wt.%至2.5wt.%、2.0wt.%至3.0wt.%、2.5wt.%至3.0wt.%、2.0wt.%至4.0wt.%、2.0wt.%至5.0wt.%、2.0wt.%至6.0wt.%、3.0wt.%至4.0wt.%、3.0wt.%至5.0wt.%、3.0wt.%至6.0wt.%、4.0wt.%至5.0wt.%或4.0wt.%至6.0wt.%的稀土氧化物。
本公开的FCC催化剂组合物可以是成形微粒的形式,例如微球。如所述,“微粒”是指尺寸为0.1微米至100微米的颗粒。微粒的尺寸是指沿着微粒的最长距离测量的颗粒从一侧到另一侧的最大长度。例如,球形微粒的尺寸等于其直径,而矩形棱柱形微粒的最大长度等于从对角延伸的斜边。
根据实施方式,所述FCC催化剂组合物的沸石(骨架取代的USY沸石和FCC沸石裂化添加剂)可以全部包括在每个微粒中。然而,在其它实施方式中,可以混合微粒,其中,微粒仅含有所述FCC催化剂组合物的一部分。例如,所述FCC催化剂组合物中可以包括两种微粒类型的混合物,其中,一种类型的微粒包括所述骨架取代的USY沸石,并且一种类型的微粒包括FCC沸石裂化添加剂。
所述FCC催化剂组合物可以通过各种方法形成。在实施方式中,基质材料可以与流体如水混合以形成浆料,并且所述骨架取代的USY沸石和所述FCC沸石裂化添加剂可以分别与流体如水混合以形成浆料。基质材料浆料和沸石浆料可以在搅拌下组合。单独地,可以通过将无机填料材料与诸如水的流体组合来形成另一种浆料。然后可以将无机填料浆料与含有基质材料和沸石的浆料组合以形成全成分浆料。可以将全成分浆料干燥,例如通过喷雾,然后煅烧,以产生所述FCC催化剂组合物的微粒。根据另一个实施方式,所述骨架取代的USY沸石和所述FCC沸石裂化添加剂可以在干燥时混合以产生所述FCC催化剂组合物的微粒。
在一个或多个实施方式中,所述FCC催化剂组合物可以通过首先将活性氧化铝加入到硅溶胶中来形成。然后,可以用20wt.%至30wt.%的硫酸制备所述骨架取代的USY沸石的浆料。所述骨架取代的USY沸石的浆料可具有3至5的pH。类似地,也可以制备所述FCC沸石裂化添加剂的浆料。活性氧化铝和硅溶胶可以与骨架取代的USY沸石的浆料和所述FCC沸石裂化添加剂的浆料组合以形成浆料混合物。然后,可以将浆料混合物喷雾干燥以形成球形颗粒。喷雾干燥后,可以洗涤球形颗粒。然后,可以使球形颗粒与稀土金属氯化物的水溶液接触以进行离子交换,使得所述FCC催化剂组合物包括基于所述骨架取代的USY沸石的重量,0wt.%至6wt.%的稀土氧化物。最后,可以干燥球形颗粒以产生所述FCC催化剂组合物。
本公开的FCC催化剂组合物可以并入用于通过流化催化裂化改质烃的系统中。参考图1,示意性地描绘了可适用于本公开的改质烃进料的方法的反应器系统100的一个实施方式。然而,应当理解,其他反应器系统配置可以适用于本公开中描述的方法。反应器系统100包括FCC装置110和催化剂再生装置120。如本公开中在图1的上下文中所使用的,所述FCC装置110通常是指所述反应器系统100的一部分,其中,发生主要工艺反应,例如烃进料的改质以形成轻质烯烃。所述FCC装置110可以包括提升管部分112、反应区114和分离区116。所述反应器系统100还可以包括用于再生待生催化剂的再生区122。
在实施方式中,烃进料111可以与蒸汽或其它合适的气体一起引入所述反应区114以用于进料的雾化(未示出)。所述烃进料111可以与有效量的加热的新鲜或再生催化剂颗粒混合并接触。所述加热的新鲜或再生催化剂颗粒可以是本公开的FCC催化剂组合物,并且可以具有本公开中先前描述的所述FCC催化剂组合物的任何特征、组成或性质。所述加热的新鲜或再生催化剂颗粒可以经由导管123从所述再生区122输送。所述烃进料111和所述FCC催化剂组合物可以接触,然后通入所述反应器区114。在连续过程中,所述FCC催化剂组合物和烃进料111的混合物可以向上通过所述提升管部分112进入反应区114。在所述提升管部分112和所述反应器部分114中,在反应条件下来自所述烃进料111的烃可以与所述FCC催化剂组合物颗粒接触。来自所述烃进料111的烃与所述FCC催化剂组合物颗粒在反应条件下的接触可导致至少一部分烃反应并进行裂化反应以形成改质烃,所述改质烃可包括轻质烯烃,例如但不限于乙烯、丙烯、丁烯或它们的组合。
在反应期间,所述FCC催化剂组合物颗粒可能结焦,这可能导致对所述FCC催化剂组合物颗粒的活性催化位点的接近受限或不存在。可以使用本领域已知的任何合适的配置将反应产物与结焦催化剂颗粒分离。这种分离可以发生在通常称为所述分离区116的区域中,所述分离区116可以位于所述反应区114上方。反应产物可以经由导管119取出。含有来自反应的焦炭沉积物的FCC催化剂组合物颗粒可以通过导管115进入所述再生区122。
在所述再生区122中,焦化FCC催化剂组合物颗粒可以与含氧气体流接触,所述含氧气体流可以经由导管121进入所述再生区122。所述再生区122可以在FCC操作中已知的条件下的配置中操作。例如,所述再生区122可以作为流化床操作以产生包含燃烧产物的再生废气,其可以经由导管125排出。热的再生FCC催化剂组合物颗粒可以从所述催化剂再生装置120的所述再生区122经由导管123转移到提升管反应器112的底部,以与如上所述的烃进料111混合。
参考图2,示意性地描绘了可适用于本公开中描述的改质烃进料的方法的示例性反应器系统200的一个实施方式。同样,应当理解,其他反应器系统配置可以适用于本公开中描述的方法。所述反应器系统200通常可以包括多个部件,例如FCC装置210和催化剂再生装置220。如本公开中在图2的上下文中所使用的,所述FCC装置210通常是指所述反应器系统200的装置,其中,发生主要工艺反应,例如烃进料的改质以形成轻烯烃。所述FCC装置210可以包括反应器区212、分离区214和汽提区216。如在图2的上下文中所使用的,所述反应器系统200还可以包括用于再生待生催化剂的再生区222。
在实施方式中,烃进料211可以通过所述反应器系统200的下降器部分与蒸汽或其它合适的气体一起引入所述反应区212,用于进料的雾化(未示出)。可以将来自再生区222的有效量的加热的新鲜或再生FCC催化剂组合物颗粒输送到所述反应区212的顶部。来自再生区222的加热的新鲜或热再生FCC催化剂组合物颗粒可以通过向下引导的导管268(通常称为输送管线或竖管)输送到所述反应区212的顶部,到达所述反应区212顶部的取出口或料斗(未示出)。通常可以使热FCC催化剂组合物颗粒的流动稳定,以便均匀地引导到所述反应区212的混合区或进料注入部分。所述烃进料211可以通过进料注入喷嘴注入混合区,所述进料注入喷嘴通常位于再生FCC催化剂组合物颗粒引入反应区212的点附近。这些多个注入喷嘴可导致所述FCC催化剂组合物颗粒和烃进料211充分且均匀地混合。一旦所述烃进料211接触所述热FCC催化剂组合物颗粒,就可以开始催化反应。
烃产物的反应蒸气可以流过所述反应区212的其余部分并进入分离区214。烃产物和未反应的烃可以通过导管219引导至各种产物回收区段。在实施方式中,如果需要温度控制,可以在所述反应区212的底部附近或紧接在所述分离区214之前提供骤冷注入(未示出)。这种骤冷注入可以快速减少或停止催化反应。
可以通过打开和关闭催化剂滑阀(未示出)来控制反应温度(其可以等于所述FCC装置210的出口温度),所述催化剂滑阀可以控制再生FCC催化剂组合物颗粒从所述再生区222流入所述反应区212的顶部。
所述汽提区216也可以用于将所述FCC催化剂组合物颗粒与所述烃产物和所述未反应的烃分离。来自分离区214的所述FCC催化剂组合物颗粒可通入所述汽提区216。在所述汽提区216中,可以通过流线213引入合适的汽提气体,例如蒸汽。所述汽提区216可包括多个挡板或规整填料(未示出),向下流动的催化剂颗粒与汽提气体逆流通过这些挡板或规整填料。向上流动的汽提气体可以汽提或去除保留在催化剂颗粒孔中或催化剂颗粒之间的任何另外的烃。汽提的或废FCC催化剂组合物颗粒可以从所述汽提区216经由导管215传送到所述催化剂再生装置220。汽提的或废FCC催化剂组合物颗粒可以通过升力从燃烧空气流221输送通过所述催化剂再生装置220的提升管。汽提的或废FCC催化剂组合物颗粒然后可以与另外的燃烧空气接触,并在所述再生区222中进行任何积聚的焦炭的受控燃烧。烟气可以经由导管225从所述再生区222去除。在再生器中,由任何焦炭副产物的燃烧产生的热量可以传递到FCC催化剂组合物颗粒,这可以增加向反应区212中的催化反应提供热量所需的温度。
用于改质烃进料的方法可包括在足以改质至少一部分所述烃进料的的反应条件下使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触,其中,所述FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂。所述骨架取代的USY沸石可包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合。
所述烃进料可以包括原油、合成原油、沥青、油砂、页岩油、煤液化油、石脑油、柴油、减压瓦斯油、减压渣油、脱金属油、脱沥青油、焦化瓦斯油、循环油、瓦斯油或它们的组合中的一种或多种。在实施方式中,所述烃进料可以衍生自原油、合成原油、沥青、油砂、页岩油、煤液化油、石脑油、柴油、减压瓦斯油、减压渣油、脱金属油、脱沥青油、焦化瓦斯油、循环油、瓦斯油或它们的组合中的一种或多种。所述烃进料可具有大于或等于350℃的常压沸点范围。如本公开所用,“常压沸点范围”可以指从初沸点到终沸点的温度区间,其中,初沸点是指获得第一滴蒸馏产物的温度,终沸点是指最高沸点化合物蒸发的温度。
在实施方式中,所述烃进料可包括来自加氢裂化装置的加氢裂化再循环流或未转化的塔底流,其具有表1中所示的以下性质。
表1
性质 | 单位 | 值 |
密度(15℃) | g/mL | 0.8419 |
微残炭(MCR) | wt.% | 0.02 |
氮 | ppm | <5 |
硫 | ppm | 50 |
芳族化合物 | wt.% | 0.47 |
氢 | wt.% | 13.77 |
所述烃进料可以在450℃至700℃的温度下与所述FCC催化剂组合物接触。所述烃进料可以在450℃至500℃、450℃至550℃、450℃至650℃、500℃至550℃、500℃至600℃、500℃至650℃、500℃至700℃、550℃至600℃、550℃至650℃、550℃至700℃、600℃至650℃、600℃至700℃或650℃至700℃的温度下与所述FCC催化剂组合物接触。
所述烃进料可以在0.1兆帕至1兆帕(MPa)的压力下与所述FCC催化剂组合物接触。所述烃进料可以在以下压力下与所述FCC催化剂组合物接触:0.1MPa至0.2MPa、0.1MPa至0.3MPa、0.1MPa至0.4MPa、0.1MPa至0.5MPa、0.1MPa至0.6MPa、0.1MPa至0.7MPa、0.1MPa至0.8MPa、0.1MPa至0.9MPa、0.3MPa至0.4MPa、0.3MPa至0.5MPa、0.3MPa至0.6MPa、0.3MPa至0.7MPa、0.3MPa至0.8MPa、0.3MPa至0.9MPa、0.3MPa至1.0MPa、0.5MPa至0.6MPa、0.5MPa至0.7MPa、0.5MPa至0.8MPa、0.5MPa至0.9MPa、或0.5MPa至1.0MPa。
所述烃进料可以在反应温度下与所述FCC催化剂组合物接触0.1秒至60秒的停留时间(所述烃进料与所述FCC催化剂组合物接触所花费的总时间)。所述烃进料可以在反应温度下与所述FCC催化剂组合物接触0.1秒至10秒、0.1秒至20秒、0.1秒至30秒、0.1秒至40秒、0.1秒至50秒、10秒至20秒、10秒至30秒、10秒至40秒、10秒至50秒、10秒至60秒、20秒至30秒、20秒至40秒、20秒至50秒、20秒至60秒、30秒至40秒、30秒至50秒、30秒至60秒、40秒至50秒、40秒至60秒或50秒至60秒。
所述烃进料可与所述FCC催化剂组合物以1:2至1:30的烃进料与FCC催化剂组合物的质量比接触。例如,所述烃进料可与所述FCC催化剂组合物以1:1至1:15、1:1至1:10或1:8至1:20的烃进料与FCC催化剂组合物的质量比接触。
与烃进料相比,裂化流出物可以包括增加浓度的汽油、轻循环油(LCO)、重循环油(HCO)、全烃(C4和更轻)、干气(C2和更轻)、液化石油气(C3-C4)、乙烯、丙烯和丁烯中的一种或多种。
基于所述骨架取代的USY沸石的重量,所述骨架取代的USY沸石可包括0.1-5wt%的过渡金属。所述一种或多种过渡金属可包括铪、钛、锆或它们的组合。在实施方式中,所述一种或多种过渡金属包括铪。所述一种或多种过渡金属还可包括锆或钛。在实施方式中,所述骨架取代的USY沸石可具有2.430nm至2.450nm的晶格常数,600m2/g至m2/g的比表面积,5:1至100:1的SiO2与Al2O3的摩尔比,或这些性质的组合。
基于所述FCC催化剂组合物的重量,所述FCC催化剂组合物可包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物还可包括15-60wt%的无机填料。所述无机填料可包括硅溶胶、碱式氯化铝、磷酸二氢铝、氧化铝溶胶、高岭土、粘土、活性氧化铝、多孔二氧化硅、稀土氧化物、金属捕集剂或它们的组合中的一种或多种。所述FCC催化剂组合物还可包括具有化学式RE2O3的稀土氧化物,并且包括基于所述骨架取代的USY沸石的重量,0-6.0wt%的稀土氧化物。在实施方式中,稀土氧化物的稀土金属可包括铈、镧、镨、钕或它们的组合中的一种或多种。所述FCC催化剂组合物可具有本公开中先前描述的所述FCC催化剂组合物的任何其它特征、组成或性质。
再次参考图1-2,用于改质烃进料的方法可以包括将所述烃进料传送到流化催化裂化装置(FCC装置),在足以使至少一部分所述烃进料进行裂化反应的反应条件下,在所述FCC装置中使烃进料与FCC催化剂组合物接触以产生裂化反应混合物,所述裂化反应混合物包括使用的FCC催化剂组合物和包含一种或多种烯烃的裂化流出物,其中,所述FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛、或它们的组合,和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂,使所述裂化反应混合物传送到催化剂分离器,所述催化剂分离器将所述裂化反应混合物分离成所使用的FCC催化剂组合物和所述裂化流出物,以及将所述裂化流出物从所述流化催化裂化装置排出。在实施方式中,所述流化催化裂化装置可以是下行式反应器或提升管反应器。所述FCC催化剂组合物可具有本公开中先前描述的所述FCC催化剂组合物的任何其它特征、组成或性质。所述FCC装置可以包括本公开中先前描述的所述FCC装置的任何特征或操作条件。
虽然在全原油或脱盐原油作为烃进料102的情况下提供了本说明书和实施例,但是应当理解,本公开中描述的系统和方法可以适用于多种重油的转化,包括但不限于原油、减压渣油、焦油砂、沥青、常压渣油、减压瓦斯油或其他重油。
实施例
FCC催化剂组合物和用于改质烃的方法的各种实施方式将通过以下实施例进一步阐明。这些实施例本质上是说明性的,并且不应被理解为限制本公开的主题。
实施例1:FCC催化剂组合物(具有和不具有FCC沸石裂化添加剂的骨架取代的USY沸石)
在实施例1中,使用未转化的加氢裂化塔底料流的进料样品进行两组高级裂化评估(ACE)测试,其性质如表1所示。所述ACE装置在美国专利6,069,012中有更详细的描述。所述FCC催化剂组合物的活性根据标题为“测定流化床中流化催化裂化(FCC)催化剂的活性的标准试验方法”的ASTM方法D7964测定第一测试用骨架取代的USY沸石进行,其中,一部分铝骨架被锆和钛取代。第二测试用所述FCC催化剂组合物进行,所述FCC催化剂组合物包括与第一测试相同的骨架取代的USY沸石和根据本公开的FCC沸石裂化添加剂。所述FCC催化剂组合物包括90wt.%骨架取代的USY沸石和10wt.%FCC沸石裂化添加剂。所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石。
催化剂(骨架取代的USY沸石和FCC催化剂组合物)根据标题为“新鲜流体裂化催化剂无金属蒸汽失活的指南”的ASTM方法D4463进行调节。每种催化剂(骨架取代的USY沸石和FCC催化剂组合物)首先在氮气流下在500℃下煅烧4小时。然后,以5℃/min的速率升高温度。在温度达到810℃后,氮气流持续30分钟,直到氮气流停止并用蒸汽流代替。将水以3L/h的速率进料到蒸汽机的预热区。当蒸汽在环境压力下流动时,将温度升至810℃并保持6小时。
对于每个测试,将5.0g至11.0g催化剂(骨架取代的USY沸石或FCC催化剂组合物)转移到反应器中,其中,在600℃下将催化剂加热至足够反应温度以保持催化剂颗粒流化,其中,氮气从底部通过进料注射器。当催化剂床温度在600℃的反应温度的±1℃内时,以1.5g/min的注入速率注入烃进料,注入时间为45秒。测试在600℃下进行,烃进料与催化剂的比率为4.5至9.8,停留时间为45秒。
使全部气态产物通过贮液器,其中,冷凝C5+烃,并且使不可冷凝的产物通过贮气器。汽提结束后,将反应器温度升至650℃,并将氮气换成空气以再生催化剂。在再生过程中,使来自再生过程的烟气通过CO2分析仪,并由烟气流量和CO2浓度计算产生的焦炭总量。
使用具有四个TCD检测器的安捷伦微型气相色谱分析烃气产物。通过水置换将从进料注入开始到液体汽提的气体收集在玻璃瓶中。将置换的水收集在置于天平上的容器中。使用之前和之后的重量差来确定气体的体积。在汽提结束后,使用约250mL气体吹扫取样管线,并通过软件触发GC分析。分析了气体产物流中的所有组分,包括氮气、氢气、所有C1-4烃和一些C5和C6烃。在数据处理期间将C5和更重的产率加入到汽油产物中。
对于液体产物,根据ASTM D-2887,使用配备有FID检测器的瓦里安GC进行模拟蒸馏。考虑三种不同的液体馏分:汽油(C5–小于221℃)、轻循环油(LCO–从221℃至343℃)和重循环油(HCO–大于343℃)。液体产物的重量百分比用于计算转化率和产率。
与不含所述FCC沸石裂化添加剂的所述骨架取代的USY沸石相比,包括所述骨架取代的USY沸石和所述FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物导致更高的转化率。用具有所述FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物实现了高达91wt.%的转化率,而不含所述FCC沸石裂化添加剂的所述骨架取代的USY沸石实现了仅87wt.%的转化率。表2示出了在87wt.%的转化率下两次测试之间产物的变化。正变化反映与不含所述FCC沸石裂化添加剂的所述骨架取代的USY沸石相比,具有所述FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物中更大量的特定产物,而负变化反映与不含所述FCC沸石裂化添加剂的所述骨架取代的USY沸石相比,具有所述FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物中更少量的特定产物。
表2
产品 | 变化(wt.%) |
汽油 | -9.5 |
轻循环油(LCO) | -0.9 |
重循环油(HCO) | 0.8 |
<![CDATA[全烃(C<sub>4</sub>和更轻)]]> | 10.0 |
<![CDATA[干气(C<sub>2</sub>和更轻)]]> | 1.9 |
<![CDATA[液化石油气(LPG)(C<sub>3</sub>-C<sub>4</sub>)]]> | 8.2 |
乙烯 | 2.7 |
丙烯 | 8.0 |
丁烯 | 0.6 |
焦炭 | -0.8 |
如表2所示,当使用具有FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物时,汽油产率、LCO产率和焦炭量降低。同时,当使用具有FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物时,HCO、全烃、干气、LPG、乙烯、丙烯和丁烯产率全部增加。特别地,与所述骨架取代的USY沸石本身相比,所述FCC催化剂组合物提供了增加的轻质烯烃,例如乙烯、丙烯和丁烯的产率。另外,如前所述,当使用具有FCC沸石裂化添加剂的所述FCC催化剂组合物时,与使用不含FCC沸石裂化添加剂的所述骨架取代的USY沸石本身相比,总转化率高4wt.%。
本文描述了本公开的一个或多个方面。本公开的第一方面可包括流化催化裂化(FCC)催化剂组合物,包括:骨架取代的USY沸石,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述USY沸石骨架中的一种或多种过渡金属;和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂。
本公开的第二方面可包括第一方面,其中,基于所述骨架取代的USY沸石的重量,所述骨架取代的USY沸石包括0.1-5wt%的每种过渡金属。
本公开的第三方面可包括第一或第二方面,其中,所述一种或多种过渡金属包括铪、锆、钛或它们的组合。
本公开的第四方面可包括第一至第三方面中的任一方面,其中,所述一种或多种过渡金属包括铪。
本公开的第五方面可包括第一至第四方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括2.430nm至2.450nm的晶格常数。
本公开的第六方面可包括第一至第五方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括600平方米/克至900平方米/克的比表面积。
本公开的第七方面可包括第一至第六方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括5:1至100:1的SiO2与Al2O3的摩尔比。
本公开的第八方面可包括第一至第七方面中的任一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。
本公开的第九方面可包括第八方面,还包括基于所述FCC催化剂组合物的总重量,15-60wt%的无机填料。
本公开的第十方面可包括第九方面,其中,所述无机填料包括硅溶胶、碱式氯化铝、磷酸二氢铝、氧化铝溶胶、活性氧化铝、多孔二氧化硅、金属捕集剂或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第十一方面可包括第十方面,还包括基于所述FCC催化剂组合物的总重量,0.0-6.0wt%的稀土氧化物。
本公开的第十二方面可包括第十一方面,其中,所述稀土氧化物的稀土金属包括铈、镧、镨、钕或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第十三方面可包括第一至第十二方面中的任一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-15wt%的FCC沸石裂化添加剂。
本公开的第十四方面可包括第一至第十三方面中的任一方面,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石。
本公开的第十五方面可包括第一至第十四方面中的任一方面,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括ZSM-5沸石。
本公开的第十六方面可包括用于改质烃进料的方法,所述方法包括:在足以改质至少一部分所述烃进料的反应条件下使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触,其中:所述FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂,其中,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合。
本公开的第十七方面可包括第十六方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物在450℃至700℃的温度下接触。
本公开的第十八方面可包括第十六方面或第十七方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物在0.1MPa至1MPa的压力下接触。
本公开的第十九方面可包括第十六至第十八方面中的任一方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物在反应温度下接触0.1秒至60秒的停留时间。
本公开的第二十方面可包括第十六方面至第十九方面中的任一方面,其中,所述烃进料包括原油、合成原油、沥青、油砂、页岩油、煤液化油、石脑油、柴油、减压瓦斯油、减压渣油、脱金属油、脱沥青油、焦化瓦斯油、循环油、瓦斯油或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第二十一方面可包括第二十方面,其中,所述烃进料具有大于或等于350℃的常压沸点范围。
本公开的第二十二方面可包括第十六至第二十一方面中的任一方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物以1:2至1:30的烃进料与FCC催化剂组合物的质量比接触。
本公开的第二十三方面可包括第十六至第二十二方面中的任一方面,其中,基于所述骨架取代的USY沸石的重量,所述骨架取代的USY沸石包括0.1-5wt%的每种过渡金属。
本公开的第二十四方面可包括第十六至第二十三方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括铪。
本公开的第二十五方面可包括第二十四方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括锆或钛。
本公开的第二十六方面可包括第十六至第二十五方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括2.430nm至2.450nm的晶格常数。
本公开的第二十七方面可包括第十六至第二十六方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括600平方米/克至900平方米/克的比表面积。
本公开的第二十八方面可包括第十六至第二十七方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括5:1至100:1的SiO2与Al2O3的摩尔比。
本公开的第二十九方面可包括第十六至第二十八方面中的任一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。
本公开的第三十方面可包括第二十九方面,还包括基于所述FCC催化剂组合物的总重量,15-60wt%的无机填料。
本公开的第三十一方面可包括第三十方面,其中,所述无机填料包括碱性硅溶胶、氯化铝、磷酸二氢铝、氧化铝溶胶、活性氧化铝、多孔二氧化硅、金属捕集剂或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第三十二方面可包括第三十一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括0.0-6.0wt%的具有化学式RE2O3的稀土氧化物。
本公开的第三十三方面可包括第三十二方面,其中,所述稀土氧化物的稀土金属包括铈、镧、镨、钕或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第三十四方面可包括第十六至第三十三方面中的任一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-15wt%的FCC沸石裂化添加剂。
本公开的第三十五方面可包括第十六至第三十四方面中的任一方面,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石。
本公开的第三十六方面可包括第十六至第三十五方面中的任一方面,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括ZSM-5沸石。
本公开的第三十七方面可包括用于改质烃进料的方法,所述方法包括:将烃进料传送到流化催化裂化装置;在足以使至少一部分所述烃进料进行裂化反应的反应条件下,在所述流化催化裂化装置中使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触以产生裂化反应混合物,所述裂化反应混合物包括使用的FCC催化剂组合物和包含一种或多种烯烃的裂化流出物,其中:所述FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合;和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂;将所述裂化反应混合物传送到催化剂分离器,所述催化剂分离器将所述裂化反应混合物分离成所使用的FCC催化剂组合物和所述裂化流出物;以及将所述裂化流出物从所述流化催化裂化装置中排出。
本公开的第三十八方面可包括第三十七方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物在450℃至700℃的温度下接触。
本公开的第三十九方面可包括第三十七方面或第三十八方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物在0.1MPa至1MPa的压力下接触。
本公开的第四十方面可包括第三十七到第三十九方面中的任一方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物在所述反应温度下接触0.1秒到60秒的停留时间。
本公开的第四十一方面可包括第三十七到第四十方面中的任一方面,其中,所述烃进料包括原油、合成原油、沥青、油砂、页岩油、煤液化油、石脑油、柴油、减压瓦斯油、减压渣油、脱金属油、脱沥青油、焦化瓦斯油、循环油、瓦斯油或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第四十二方面可包括第四十五方面,其中。所述烃进料具有大于或等于350℃的常压沸点范围。
本公开的第四十三方面可包括第三十七至第四十二方面中的任一方面,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物以1:2至1:30的烃进料与FCC催化剂组合物的质量比接触。
本公开的第四十四方面可以包括第三十七到第四十三方面中的任一方面,其中,所述流化催化裂化装置为下行式反应器。
本公开的第四十五方面可包括第三十七至第四十四方面中的任一方面,其中,所述流化催化裂化装置为提升管反应器。
本公开的第四十六方面可包括第三十七至第四十五方面中的任一方面,其中,基于所述骨架取代的USY沸石的重量,所述骨架取代的USY沸石包括0.1-5wt%的每种过渡金属。
本公开的第四十七方面可包括第三十七至第四十六方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括铪。
本公开的第四十八方面可包括第四十七方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括锆或钛。
本公开的第四十九方面可包括第三十七至第四十八方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括2.430nm至2.450nm的晶格常数。
本公开的第五十方面可包括第三十七至第四十九方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括600平方米/克至900平方米/克的比表面积。
本公开的第五十一方面可包括第三十七至第五十方面中的任一方面,其中,所述骨架取代的USY沸石包括5:1至100:1的SiO2与Al2O3的摩尔比。
本公开的第五十二方面可包括第三十七至第五十一方面中的任一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的重量,所述FCC催化剂组合物包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。
本公开的第五十三方面可包括第五十二方面,还包括基于所述FCC催化剂组合物的总重量,15-60wt%的无机填料。
本公开的第五十四方面可包括第五十三方面,其中,所述无机填料包括硅溶胶、碱式氯化铝、磷酸二氢铝、氧化铝溶胶、活性氧化铝、多孔二氧化硅、金属捕集剂或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第五十五方面可包括第五十四方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括0.0-6.0wt%的稀土氧化物,所述稀土氧化物具有化学式RE2O3。
本公开的第五十六方面可包括第五十五方面,其中,所述稀土氧化物的稀土金属包括铈、镧、镨、钕或它们的组合中的一种或多种。
本公开的第五十七方面可包括第三十七至第五十六方面中的任一方面,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-15wt%的FCC沸石裂化添加剂。
本公开的第五十八方面可包括第三十七至第五十七方面中的任一方面,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石。
本公开的第五十九方面可包括第三十七至第五十八方面中的任一方面,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括ZSM-5沸石。
应注意,以下权利要求中的一项或多项使用术语“其中”作为过渡短语。为了限定本技术的目的,应注意,该术语在权利要求中作为开放式过渡短语引入,其用于引入结构的一系列特征的叙述,并且应当以与更常用的开放式前导术语“包括”类似的方式解释。
应当理解,分配给属性的任何两个定量值可以构成该属性的范围,并且在本公开中考虑了由给定属性的所有所述定量值形成的范围的所有组合。
已经详细地并且通过参考具体实施方式描述了本公开的主题,应当注意,即使在伴随本说明书的每个附图中示出了特定元件的情况下,本公开中描述的各种细节也不应被视为暗示这些细节涉及作为本公开中描述的各种实施方式的基本组件的元件。相反,于此所附权利要求应被视为本公开的广度和本公开中描述的各种实施方式的相应范围的唯一表示。此外,显而易见的是,在不脱离所附权利要求的范围的情况下,修改和变化是可能的。
Claims (15)
1.流化催化裂化(FCC)催化剂组合物,包括:
骨架取代的USY沸石,包括取代到USY沸石的骨架中的一种或多种过渡金属;和
基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂。
2.根据权利要求1所述的FCC催化剂组合物,其中,所述一种或多种过渡金属包括铪、锆、钛或它们的组合。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的FCC催化剂组合物,其中,所述骨架取代的USY沸石包括2.430nm至2.450nm的晶格常数和600平方米/克至900平方米/克的比表面积。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的FCC催化剂组合物,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的FCC催化剂组合物,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石,或更优选ZSM-5沸石。
6.用于改质烃进料的方法,所述方法包括:
在足以改质至少一部分所述烃进料的反应条件下使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触,其中:
所述FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石和基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂,其中,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合。
7.根据权利要求6所述的用于改质烃进料的方法,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物以1:2至1:30的烃进料与FCC催化剂组合物的质量比在450℃至700℃的温度下接触0.1秒至60秒的停留时间。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的用于改质烃进料的方法,其中,所述骨架取代的USY沸石包括锆或钛。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的用于改质烃进料的方法,其中,基于所述FCC催化剂组合物的总重量,所述FCC催化剂组合物包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的用于改质烃进料的方法,还包括基于所述FCC催化剂组合物的总重量,15-60wt%的无机填料。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的用于改质烃进料的方法,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石,或更优选ZSM-5沸石。
12.用于改质烃进料的方法,所述方法包括:
将烃进料传送到流化催化裂化装置;
在足以使至少一部分所述烃进料进行裂化反应的反应条件下,在所述流化催化裂化装置中使所述烃进料与FCC催化剂组合物接触,以产生裂化反应混合物,所述裂化反应混合物包括使用的FCC催化剂组合物和包含一种或多种烯烃的裂化流出物,其中:
所述FCC催化剂组合物包括骨架取代的USY沸石,所述骨架取代的USY沸石包括取代到所述骨架取代的USY沸石的骨架中的铪、锆、钛或它们的组合;和
基于所述FCC催化剂组合物的总重量,1-50wt%的FCC沸石裂化添加剂;
将所述裂化反应混合物传送到催化剂分离器,所述催化剂分离器将所述裂化反应混合物分离成所使用的FCC催化剂组合物和所述裂化流出物;以及
将所述裂化流出物从所述流化催化裂化装置中排出。
13.根据权利要求12所述的用于改质烃进料的方法,其中,所述烃进料与所述FCC催化剂组合物以1:2至1:30的烃进料与FCC催化剂组合物的质量比接触。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的用于改质烃进料的方法,其中,基于所述FCC催化剂组合物的重量,所述FCC催化剂组合物包括5-60wt%的骨架取代的USY沸石。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的用于改质烃进料的方法,其中,所述FCC沸石裂化添加剂包括MFI骨架沸石。
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US11725149B1 (en) | 2022-06-13 | 2023-08-15 | Saudi Arabian Oil Company | Fluidized catalytic cracking processes and additives for improving gasoline yield and quality |
WO2024069636A1 (en) | 2022-09-27 | 2024-04-04 | Hindustan Petroleum Corporation Limited | A catalyst composition for catalytic cracking of paraffin rich feed into light olefins |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1527874A (zh) * | 2000-11-13 | 2004-09-08 | �Ʒ� | 轻质烯烃的收率得到提高的流化催化裂化方法 |
US20130001134A1 (en) * | 2010-03-18 | 2013-01-03 | W. R. Grace & Co.-Conn. | High light olefins fcc catalyst compositions |
CN103945940A (zh) * | 2011-09-13 | 2014-07-23 | 巴斯夫公司 | 来自流体催化裂化单元的增加丙烯产率的新型催化剂 |
CN105102587A (zh) * | 2013-02-12 | 2015-11-25 | 沙特基础工业公司 | 塑料转化为烯烃和芳族产物 |
CN106660034A (zh) * | 2014-05-22 | 2017-05-10 | 沙特阿拉伯石油公司 | 用于流化催化裂化的骨架取代沸石催化剂,和用于流化催化裂化的方法 |
WO2019147465A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | Saudi Arabian Oil Company | High severity fluidized catalytic cracking systems and processes for producing olefins from petroleum feeds |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4210560A (en) | 1978-11-08 | 1980-07-01 | Gulf Research And Development Company | Catalytic supports with controlled pore properties |
US4255288A (en) | 1979-08-13 | 1981-03-10 | Exxon Research & Engineering Co. | Zirconia-containing catalysts |
US4855036A (en) | 1984-10-03 | 1989-08-08 | Uop | Catalytic cracking process |
US4826586A (en) | 1986-09-03 | 1989-05-02 | Mobil Coil Corporation | Single riser fluidized catalytic cracking process utilizing a C3-4 paraffin-rich co-feed and mixed catalyst system |
EP0987220A1 (en) | 1998-09-17 | 2000-03-22 | Technische Universiteit Delft | Mesoporous amorphous silicate materials and process for the preparation thereof |
US5308813A (en) | 1993-02-01 | 1994-05-03 | Exxon Research & Engineering Company | Selective demetallation of zeolites and related materials |
US5411724A (en) | 1993-06-02 | 1995-05-02 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Method for substitution of alumina in the framework of zeolites by silicon |
JP3383071B2 (ja) | 1994-05-18 | 2003-03-04 | 出光興産株式会社 | 新規ゼオライト触媒及びその製造方法 |
US6482313B1 (en) | 1994-10-03 | 2002-11-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | FCC process incorporating crystalline microporous oxide catalysts having increased Lewis acidity |
US6267873B1 (en) * | 1997-04-11 | 2001-07-31 | Indian Oil Corporation, Ltd. | Fluidized catalytic cracking process |
US6069012A (en) | 1997-05-23 | 2000-05-30 | Kayser Technology, Inc. | Versatile fluidized bed reactor |
JP3772285B2 (ja) | 1998-04-15 | 2006-05-10 | 新日本石油株式会社 | 炭化水素油の水素化分解触媒および水素化分解方法 |
US6762143B2 (en) | 1999-09-07 | 2004-07-13 | Abb Lummus Global Inc. | Catalyst containing microporous zeolite in mesoporous support |
US7084087B2 (en) | 1999-09-07 | 2006-08-01 | Abb Lummus Global Inc. | Zeolite composite, method for making and catalytic application thereof |
US6726834B2 (en) | 1999-10-22 | 2004-04-27 | Intevep, S.A. | Process for catalytic cracking of a hydrocarbon feed with a MFI aluminisilcate composition |
US6346224B1 (en) | 1999-10-22 | 2002-02-12 | Intevep, S.A. | Metaloalluminosilicate composition, preparation and use |
US6656346B2 (en) | 2001-06-07 | 2003-12-02 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Fluid catalytic cracking process for heavy oil |
EP1830959B1 (fr) | 2004-12-23 | 2011-07-06 | Institut Français du Pétrole | Catalyseur zeolithique a teneur controlee en element dopant et procede ameliore de traitement de charges hydrocarbonees |
US20090283443A1 (en) | 2005-09-12 | 2009-11-19 | Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd. | Catalytic composition for hydrotreating of hydrocarbons and method for hydrotreating |
CN101134576B (zh) | 2006-09-01 | 2010-09-08 | 中国石油大学(北京) | 利用骨架杂原子提高y型分子筛水热稳定性的方法 |
CN101898144B (zh) | 2009-05-27 | 2013-02-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含骨架杂原子的y型分子筛的催化裂化催化剂及其制备方法 |
EA027790B1 (ru) | 2010-08-02 | 2017-09-29 | Сауди Арабиан Ойл Компани | Катализатор гидрокрекинга для жидкого нефтепродукта, способ получения катализатора гидрокрекинга и способ гидрокрекинга жидкого нефтепродукта с помощью катализатора гидрокрекинга |
JP6180421B2 (ja) | 2011-10-21 | 2017-08-16 | アイジーティエル・テクノロジー・リミテッドIGTL Technology Ltd | 担持活性金属触媒および前駆体を製造および形成する方法 |
US20160017238A1 (en) | 2012-02-17 | 2016-01-21 | Kior, Inc. | Mesoporous Zeolite-Containing Catalysts For The Thermoconversion Of Biomass And For Upgrading Bio-Oils |
CN104549422B (zh) | 2013-10-22 | 2017-02-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种金属改性y沸石、其制备方法和应用 |
KR102284984B1 (ko) | 2013-10-22 | 2021-08-02 | 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 | 금속 개질된 y형 제올라이트, 그것의 제조 방법 및 용도 |
US11220640B2 (en) | 2019-10-30 | 2022-01-11 | Saudi Arabian Oil Company | System and process for steam cracking and PFO treatment integrating selective hydrogenation, FCC and naphtha reforming |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1527874A (zh) * | 2000-11-13 | 2004-09-08 | �Ʒ� | 轻质烯烃的收率得到提高的流化催化裂化方法 |
US20130001134A1 (en) * | 2010-03-18 | 2013-01-03 | W. R. Grace & Co.-Conn. | High light olefins fcc catalyst compositions |
CN103945940A (zh) * | 2011-09-13 | 2014-07-23 | 巴斯夫公司 | 来自流体催化裂化单元的增加丙烯产率的新型催化剂 |
CN105102587A (zh) * | 2013-02-12 | 2015-11-25 | 沙特基础工业公司 | 塑料转化为烯烃和芳族产物 |
CN106660034A (zh) * | 2014-05-22 | 2017-05-10 | 沙特阿拉伯石油公司 | 用于流化催化裂化的骨架取代沸石催化剂,和用于流化催化裂化的方法 |
WO2019147465A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | Saudi Arabian Oil Company | High severity fluidized catalytic cracking systems and processes for producing olefins from petroleum feeds |
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