改性沸石催化劑及其制備和使用方法
【技術領域】
[0001] 本發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】
[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)是用于生產低分 子量烴，特別是C2-C3烯烴的方法，這些烴進而是用于其他工業化學品和塑料產品的有價值 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。當石腦油與 催化劑在足以引發反應的溫度下接觸之時發生裂化過程。在過程期間產生的實際產物取決 于使用的催化劑的性質。
[0003] 因此，本文中公開了用于最大化所需產物的生產而同時最小化不太需要的產物的 催化裂化石腦油方法，和與之相關的沸石催化劑，以及制備實施這種方法的改性沸石催化 劑的方法。
【發明內容】
[0004] 本文公開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] 本文還公開了通過本文公開的方法制備的改性沸石催化劑。
[0011] 本文還公開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] 本發明另外的優點將部分在以下說明書進行說明，并由說明將部分地顯而易見， 或可以通過實踐本發明而領會。本發明的優點通過權利要求中特別指出的要素和組合而實 現和獲得。應該理解的是，前述的一般描述和以下【具體實施方式】僅是示例性和解釋說明性 的，并不是限制如權利要求要求保護的本發明。
[0013] 本發明的方面可以在特定的法定類別，如系統法定類別中進行描述并要求受到保 護，但這僅僅是為了方便起見而本領域技術人員應該理解本發明的每個方面可以在任何法 定類別進行描述并要求受到保護。除非另外明確地說明，本文中說明的任何方法或方面不 應以任何方式解釋為要求其步驟按照特定的順序實施。因此，在方法權利要求并未特別引 述于權利要求或說明書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 支持對解釋的任何可能的非表達基礎，包括關于步驟或操作流程的布置的邏輯問題，由語 法組織或標點推演的普通含義，或說明書中描述的各個方面的數目或類型。
【附圖說明】
[0014] 結合于本說明書并且構成本說明書一部分的附圖，圖示說明了多個方面，并連同 說明書一起用于解釋本文中公開的組合物和方法的原理。
[0015] 圖1示出了相對于時間，ZSM5(Si/Al2= 27)和脫硅的HZSM-5(Si/Al 2= 27)催化 劑在物流上轉化率的圖示。
[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的方法的特定方面的流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 本發明通過參照本發明以下【具體實施方式】和包括于其中的實施例可以更容易地 理解。
[0019] 定義
[0020] 在本發明化合物、組合物、制品、系統、裝置和/或方法公開和描述之前，應該理解 的是，除非另有規定，它們并不限于特定的合成方法，或除非另有規定，并不限于特定的試 劑，當然本身可以變化。還要理解的是，本文中使用的術語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 發明實踐或測試，現在進行示例性方法和材料的描述。
[0021] 本文中公開了材料、化合物、組合物和組分，它們可以用于公開的方法和組合物的 產品，與公開的方法和組合物的產品結合使用，可以用于制備公開的方法和組合物的產品， 或者可以是公開的方法和組合物的產品。應該理解的是，當這些材料的組合、子集、相互作 用、組群等進行公開時，盡管這些化合物具體所指的每個不同個體和整體組合和排列可能 不會明確公開，但是每一個都會特別地考慮并在本文中進行描述。例如，如果公開和討論催 化劑組分，并且討論該組分的許多替代固態形式，則除非明確地指出為相反，催化劑組分和 固態形式的可能的每個組合和排列都會特別地考慮。此概念適用于本公開的所有方面，包 括，但不限于，制備和使用所公開的組合物的方法中的步驟。因此，如果存在各種可以實施 的另外的步驟，則應該理解的是，這些其它步驟可以與公開的方法的任何【具體實施方式】或 實施方式的組合一起實施，并且可以特別地考慮每個這種組合并且應該認為是公開的。
[0022] 在說明書和以下的權利要求書中，將參照應限定為具有以下意義的多個術語：
[0023] 如本文使用的，對于包括有機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。如果給定一個名稱，無論通過使用命名約定的化合物結構的 系統還原，或是通過可商購的軟件，如CHEMDRAW?(Cambridgesoft Corporation，U. S. A.)， 本領域的技術人員可以容易地確定化合物的結構。
[0024] 正如在說明書和權利要求書中使用的，除非上下文另有明確規定，單數形式"一 個"、"一種"，和"該"，包括復數指示物。
[0025] 當表達這種范圍時，進一步的方面包括從一個特定值和/或至另一特定值。類似 地，當這些值通過使用先行詞"約"表示為近似值時，應該理解的是特定值構成了一個進一 步的方面。應該進一步理解的是，每個范圍的端點在關于另一端點和獨立于另一端點方面 都是顯著的。還應該理解的是，存在多個本文中公開的值。例如，如果公開了值"10"，則還 公開了"約10"。還應該理解的是，兩個特定單元之間的每個單元也被公開。例如，如果公 開了 10和15,那么也公開了 11、12、13和14。
[0026] 在說明書和結論性的權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，并且無論化合物中是否包含另外的組分，都是以這個比率存在。
[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，術語"可選的"或"可選地"是指隨后描述的事件或情形可能或不 可能發生，并且是指該描述包括其中所述事件或情形發生的情況以及其中它并未發生的情 況。
[0029] 本文中公開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。應該理解的是，本申請中提及的這種"金屬"并未隱含這些元素的特 定的價態、化學或物理狀態，或者那些元素有必要處于零價態，或金屬固體物理狀態或合金 (盡管它們能夠處于這種狀態），不可能的是術語"金屬"或"多種金屬"可以與其他元素或 基團存在于化合物中，其中，金屬可以以任何能量上可行的正氧化態（即，陽離子氧化態） 存在。例如，提及的鉀（K)作為金屬可以包括零氧化態的塊體金屬鉀，或鉀金屬的分散體或 溶液，或者還有鉀的陽離子形式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，術語"ΒΤΧ"是指苯、甲苯和二甲苯。
[0031] 如本文中使用的，術語"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 特定的順序進行。因此，在方法權利要求并未實際引述其步驟要遵循一定順序或者在權利 要求書或說明書中并未另外明確說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。這支持對解釋的任何可能的非表達基礎，包括：關于步驟或操作流程的布置的邏輯 問題；由語法組織或標點推演的普通含義；和說明書中描述的方面的數目或類型。
[0033] 本文公開了用于制備本發明的組合物的組分以及用于本文中公開的方法中的組 合物本身。本文中公開了這些和其他材料，并應該理解的是，當這些材料的組合、子集、相互 作用，組等進行公開時，盡管這些化合物特別提及的每種不同個體和整體組合和排列可能 不會明確公開，但是每種都會特別地考慮并且在本文中進行描述。例如，如果特定的化合物 進行公開和討論，并且對包括該化合物的多種分子可以作出的多種修改進行討論時，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進行公開以及一類分子D、E和F以及組合分子，A-D的實例進行公開時，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都認為被公開了。同樣，這些的任何子集或組合也被公開。因此，例如，A-E、 B-F和C-E的子集也認為是公開的。這個概念適用于本申請的所有方面，包括，但不限于制 備和使用本發明的組合物的方法中的步驟。因此，如果存在各種可以實施的另外的步驟，則 應該理解的是，這些另外的步驟的每一個可以與本發明的方法的任何特定方面或方面的組 合一起進行實施。
[0034] 應該理解的是，本文公開的組合物具有某些功能。本文公開了對于實施所公開的 功能的某些結構要求，并且應該理解的是，存在各種可以實施與公開的結構相關的相同功 能的結構，并且這些結構通常會實現相同的效果。
[0035] 制備催化劑組合物的方法
[0036] 本文公開了用于石腦油裂化的方法中的改性沸石催化劑組合物。
[0037] 在一個方面，本發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 4四面體經由共同