包含杂环极性化合物的加氢处理催化剂组合物、制造这样的催化剂的方法及使用这样的催化剂的方法技术

本发明专利技术提供含有其中引入金属组份且经添加剂化合物浸渍的载体材料的组合物，该添加剂化合物为选自式CxHnNyOz的杂环极性化合物；其中：x为至少为3的整数；y为0、1、2或3；z为0、1、2或3；且n为填充该分子的碳原子的剩余键所需的氢原子数。该组合物包括经该添加剂化合物浸渍的载体材料，且可用于烃原料的加氢处理，尤其可用于馏出物原料的脱氮及脱硫以制造超低硫柴油。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2013年5月31日提交的美国临时申请第61/829689号的权益。
本专利技术涉及包括杂环化合物及其载体材料及金属组份的加氢处理催化剂组合物、制造该加氢处理催化剂组合物的方法、及其在催化加氢处理烃原料中的用途。专利技术背景由于柴油燃料的硫浓度规格极低，故本行业技术人员已付出极大努力来寻找可用于制造低硫柴油及其他产品的新加氢处理催化剂制剂及产品。本领域所教导的一种用于加氢处理某些烃原料从而满足一些更严格的硫规定的催化剂公开在美国专利5338717中。在此专利中，加氢处理催化剂被公开并通过以下方式来制造：将VI族(Mo和/或W)杂多酸浸渍于载体上，然后用还原剂的水溶液处理经浸渍的载体，该载体可经干燥且此后使用酸度小于该VI族杂多酸的酸度的VIII族(Co和/或Ni)金属盐浸渍。然后将此经浸渍载体干燥且硫化以提供最终催化剂。‘717专利中所公开的催化剂组合物亦可通过以下方式来制造：使用VIII族金属盐及VI族杂多酸二者浸渍载体，随后干燥，且然后用还原剂处理，再干燥，并硫化，以形成最终催化剂。可用于深度加氢脱硫及其他加氢处理烃原料的方法中的另一种催化剂以及制造这样的催化剂及其活化的方法公开于美国专利6872678中。‘678专利的催化剂包括其上引入VIB族氢化金属组份和/或VIII族氢化金属组份及含硫有机化合物添加剂且其已进一步与石油馏分有机液体接触的载体。在引入有机液体(石油馏分)的同时或在其之后用氢处理该催化剂。美国专利8262905公开了尤其可用于催化加氢处理烃原料的组合物。‘905专利中所公开的一种组合物包括负载有活性金属前体或金属盐的金属组份、及烃油以及极性添加剂的载体材料。极性添加剂具有至少0.45的偶极矩，且组合物中烃油与极性添加剂的重量比在至多10:1范围内。尤其期望极性添加剂为除包含硫的那些杂化合物之外的杂化合物。最优选的极性添加剂化合物选自酰胺化合物的组。美国专利6540908公开了制备硫化加氢处理催化剂的方法。此方法涉及组合氧化铝催化剂载体及氢化金属催化剂载体与包括共价键合的氮原子及羰基部分的有机化合物，然后硫化所得组合。‘908专利并未明确教导或例示其有机化合物可包括杂环化合物。优选有机化合物经指示为满足式(R1R2)N-R3-N(R1’R2’)的有机化合物。需要进一步发现经改进的更高活性的加氢处理催化剂。还需要发现更经济的制造方法以及改进的活化加氢处理催化剂的方法，以提供比通过替代性方法活化的催化剂具有更好的活性的催化剂。
技术实现思路
因此，提供了包含负载有活性金属前体及杂环添加剂的载体材料的催化剂组合物。在本专利技术的另一实施方式中，催化剂组合物含有包含金属盐溶液的金属组份及杂环添加剂的载体材料。本专利技术催化剂组合物可通过本专利技术制备方法的若干实施方式中的一者来制造。一个这样的实施方式包括将包含金属的溶液引入载体材料中以提供引入金属的载体材料；及将杂环添加剂引入所述引入金属的载体材料中，由此提供经添加剂浸渍的组合物。本专利技术的催化剂组合物尤其可用于加氢处理烃原料，且可用于使烃原料与催化剂组合物在适宜的加氢处理方法条件下接触以产生经处理产物的本专利技术加氢处理方法中。附图简要说明图1表示本专利技术的Co/Mo催化剂组合物与比较Co/Mo催化剂组合物在两个不同但极低压力的反应条件下产生超低硫柴油产品(即硫含量为10ppmw的柴油产品)的相对体积加氢脱硫(HDS)活性。图2表示本专利技术的Co/Mo催化剂组合物与比较Co/Mo催化剂组合物的相对体积深度加氢脱氮(HDN)活性，即在极低压力的反应条件下产生氮含量为5ppm的柴油产品的活性。图3表示若干不同的堆叠催化剂床反应器系统(CS1、CS2、CS3)与单一催化剂床反应器系统(CS4)在两个不同的低至中等压力的反应条件下产生超低硫柴油产品的相对体积加氢脱硫(HDS)活性。图4表示图3的堆叠催化剂床反应器系统与单一催化剂床反应器系统在两个低至中等压力的反应条件下的相对氢消耗。图5表示若干不同的堆叠催化剂床反应器系统(CS1、CS2、CS3)与单一催化剂床反应器系统(CS4)在两个不同的低至中等压力的反应条件下产生柴油产品的相对体积深度加氢脱氮(HDN)活性。图6表示在处理高终点直馏气油以产生超低硫柴油产品中，本发明的Co/Mo催化剂组合物与比较Co/Mo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性(即相对于基础催化剂温度在柴油产品中为达到10ppmw硫浓度所需的温度)随反应时间(TOS)的变化。所显示的测试结果针对三个不同的测试条件设定(条件设定1、条件设定2及条件设定3)。图7表示在处理高终点直馏气油以产生超低硫柴油产品中，本发明的Co/Mo催化剂组合物与比较Co/Mo催化剂的加氢脱氮(HDN)活性(即相对于基础催化剂温度在柴油产品中为达到5ppmw氮含量所需的温度)随反应时间(TOS)的变化。所显示的测试结果为针对三个不同的测试条件设定(条件设定1、条件设定2及条件设定3)。具体实施方式本专利技术组合物为尤其可用于催化加氢处理石油或其他烃原料的组合物，或本专利技术组合物为这样的组合物，其通过使用氢或硫化合物或二者的处理可转化成在加氢处理烃原料中具有尤其良好的催化特性的催化剂组合物。本专利技术组合物的显著特征在于，通过使用选自如本文别处更充分阐述的具体定义的杂环极性化合物的组的杂环化合物来浸渍尤其包括催化金属组份的载体材料，提供某些催化特性与替代性催化剂组合物相比增强的组合物。已发现本专利技术组合物具有与通过使用极性添加剂与烃油的混合物制备的某些催化剂组合物的催化特性相比增强的催化特性。本专利技术的另一有益属性在于，在将组合物置于反应容器中或反应器系统内用于烃原料的加氢脱硫或加氢脱氮之前，无需煅烧该组合物或无需将硫添加至其中。此特征提供显著降低与制造及处理组合物相关的某些成本的具体益处，且允许使用原位活化方法来产生展现与某些其他加氢处理催化剂组合物相比显著改进的加氢脱硫或加氢脱氮或二者的催化活性的催化剂组合物。本专利技术组合物进一步允许改进启动加氢处理反应器系统的程序。本专利技术组合物包括其中引入或负载有金属组份的载体材料，该金属组份被转化成或可被转化成对催化加氢有机硫或有机氮化合物有活性的金属化合物。因此，其适用于加氢处理烃原料。包含金属组份的载体材料进一步将杂环化合物作为添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂组合物，其包含：负载有活性金属前体及杂环添加剂或包含金属盐溶液的金属组份及杂环添加剂的载体材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.31 US 61/829,6891.一种催化剂组合物，其包含：负载有活性金属前体及杂环添
加剂或包含金属盐溶液的金属组份及杂环添加剂的载体材料。
2.如权利要求1所述的催化剂组合物，其中所述催化剂组合物
进一步实质上不含烃油。
3.如权利要求1或2中任一项所述的催化剂组合物，其中所述
载体材料此后进一步经含有氢的气体处理。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的催化剂组合物，其中
所述活性金属前体为包括选自以下的金属组份的金属化合物：钴、镍、
钼、铬、钨及其两种或更多种的任意组合。
5.如权利要求4所述的催化剂组合物，其中所述金属组份以5
wt.％至50wt.％范围内的量存在于所述催化剂组合物中。
6.如权利要求1或2中任一项所述的催化剂组合物，其中所述
杂环添加剂选自式CxHnNyOz的杂环极性化合物，其中x为3或更大
的整数；y为0、1、2或3；z为0、1、2或3；且n为填充所述分子
的碳原子的剩余键所需的氢原子数。
7.如权利要求1或2中任一项所述的催化剂组合物，其中所述
杂环添加剂为包含氮或氧作为其环的杂原子成员以提供内酰胺结构
或环状酯结构的杂环化合物。
8.如权利要求1或2中任一项所述的催化剂组合物，其中所述
添加剂为碳酸丙烯酯或N-甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·斯梅加尔，A·G·加布里洛芙，E·甘加，T·莫里斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL