UN CATALIZADOR MEJORADO QUE CONTIENE METAL NOBLE, CON UNA RELACION ESPECIFICA DE SILICE A ALUMINIO EN EL ENTRAMADO.
Un catalizador de hidroprocesamiento que comprende:
a) un material soporte inorgánico,
poroso, no estratificado, cristalino y mesoporoso, en donde el material soporte tiene un entramado que comprende al menos aluminio y sílice, y en donde la relación de sílice a aluminio es 10:1 a 100:1 y el diámetro medio de poro del material soporte es 23 a 27 Å; y
b) un componente de hidrogenación-deshidrogenación seleccionado de los metales nobles del Grupo VIII y mezclas de los mismos
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/031059.
Solicitante: EXXONMOBIL RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 1545 ROUTE 22 EAST P.O. BOX 900,ANNANDALE NJ 08801-0900.
Inventor/es: HANTZER, SYLVAIN, MCCARTHY,STEPHEN,J, LAI,FRANK,WEN-YIH, CODY,IAN,A.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 16 de Junio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01J29/03A
- B01J29/04A
- C10G49/08 QUIMICA; METALURGIA. › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA. › C10G CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION DE MEZCLAS DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, p. ej. POR HIDROGENACION DESTRUCTIVA, POR OLIGOMERIZACION, POR POLIMERIZACION (cracking para la producción de hidrógeno o de gas de síntesis C01B; cracking que produce hidrocarburos gaseosos que producen a su vez, hidrocarburos individuales o sus mezclas de composición definida o especificada C07C; cracking que produce coque C10B ); RECUPERACION DE ACEITES DE HIDROCARBUROS A PARTIR DE ESQUISTOS, DE ARENA PETROLIFERA O GASES; REFINO DE MEZCLAS COMPUESTAS PRINCIPALMENTE DE HIDROCARBUROS; REFORMADO DE NAFTA; CERAS MINERALES. › C10G 49/00 Tratamiento de los aceites de hidrocarburos, en presencia de hidrógeno o compuestos dadores de hidrógeno, no previsto en alguno de los grupos C10G 45/02, C10G 45/32, C10G 45/44, C10G 45/58, ó C10G 47/00. › que contiene aluminosilicatos cristalinos, p. ej. tamices moleculares.
Clasificación PCT:
- B01J29/03 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 29/00 Catalizadores que contienen tamices moleculares. › que no tienen propiedades de intercambiadores de base.
- B01J29/04 B01J 29/00 […] › que tienen propiedades de intercambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, arcillas puenteadas.
- C10G49/08 C10G 49/00 […] › que contiene aluminosilicatos cristalinos, p. ej. tamices moleculares.
Fragmento de la descripción:
Un catalizador mejorado que contiene metal noble, con una relación específica de sílice a aluminio en el entramado.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a un catalizador que contiene metal noble adecuado para uso en el hidroprocesamiento de alimentaciones hidrocarbonadas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un catalizador que comprende un componente de hidrogenación-deshidrogenación seleccionado de los metales nobles del Grupo VIII y mezclas de los mismos sobre un soporte mesoporoso que tiene aluminio incorporado en su entramado y un diámetro medio de poro de 23 a 27 Å.
Antecedentes de la invención
Históricamente, los aceites lubricantes para uso en aplicaciones tales como aceites de motor de automóviles han utilizado aditivos a fin de mejorar propiedades específicas de los materiales base utilizados para preparar los productos acabados. Con la llegada de preocupaciones ambientales incrementadas, los requerimientos de eficiencia para los materiales base propiamente dichos han aumentado. Los requerimientos del Instituto Americano del Petróleo (API) para materiales base del Grupo II incluyen un contenido de saturados de al menos 90%, un contenido de azufre de 0,03% en peso o menos y un índice de viscosidad (VI) entre 80 y 120. Actualmente, existe una tendencia en el mercado de los aceites lubricantes para utilizar materiales base del Grupo II en lugar de materiales base del Grupo I a fin de satisfacer la demanda de materiales base de mayor calidad que proporcionan una economía de combustible incrementada, emisiones reducidas, etc.
Las técnicas convencionales para preparación de materiales base tales como hidrocraqueo o extracción con disolventes requieren condiciones de operación severas tales como presión y temperatura elevadas o altas relaciones disolvente-aceite y temperaturas de extracción altas para alcanzar estas calidades superiores de los materiales base. Cualquiera de las alternativas implica condiciones de operación costosas y rendimientos bajos.
El hidrocraqueo se ha combinado con hidrotratamiento como paso preliminar. Sin embargo, esta combinación da también como resultado rendimientos reducidos de aceites lubricantes debido a la conversión en destilados que acompañan típicamente al proceso de hidrocraqueo.
En la Patente de Estados Unidos Número 5.573.657, se describe un catalizador de hidrogenación, y un proceso que utiliza el mismo, en el cual un lubricante basado en aceite mineral se hace pasar sobre un material cristalino mesoporoso, preferiblemente con un soporte, que contiene una función metálica de hidrogenación. El material mesoporoso soportado tiene diámetros de poro mayores que 200 Å. El proceso de hidrogenación opera de tal manera que el producto obtenido en el mismo tiene un grado de insaturación bajo.
WO-A-94/26846 describe un catalizador de hidrogenación de aromáticos que comprende un aluminosilicato cristalino mesoporoso que tiene un diámetro medio de poro de 36 Å, un aglutinante y platino.
Sin embargo, existe todavía necesidad en la técnica de un catalizador eficaz para preparar materiales base de aceites lubricantes de calidad.
Sumario de la invención
La presente invención está dirigida a un catalizador que puede utilizarse en el hidroprocesamiento de una alimentación hidrocarbonada. El catalizador comprende:
En una realización de la presente invención, el material inorgánico, poroso, no estratificado, cristalino y mesoporoso se caracteriza por exhibir un patrón de fijación de rayos X con al menos un pico para un espaciamiento d mayor que 18 Å. El material soporte se caracteriza adicionalmente por tener una capacidad de absorción de benceno mayor que 15 gramos de benceno por 100 gramos del material a 50 torr (6,67 kPa) y 25ºC.
En una forma preferida, el material soporte se caracteriza por una microestructura hexagonal de panales sustancialmente uniforme con poros uniformes que tienen un diámetro medio de poro del material soporte comprendido entre 23 y 27 Å.
En otra forma preferida, la presente invención comprende adicionalmente un material aglutinante.
En otra forma preferida adicional, el material soporte es MCM-41.
Breve descripción de la figura
La Figura es un gráfico que representa la eficiencia de saturación de los aromáticos de catalizadores con diversos tamaños de poro y concentraciones de aluminio en su entramado frente al tiempo durante el que se utilizaron los diversos catalizadores en un proceso de saturación de aromáticos.
Descripción detallada de la invención
La presente invención es un catalizador que es adecuado para uso en el hidroprocesamiento de alimentaciones de aceites lubricantes. El catalizador comprende un material soporte inorgánico, poroso, no estratificado, cristalino y mesoporoso aglutinado preferiblemente con un material aglutinante adecuado. El entramado de material soporte comprende al menos aluminio y sílice, y el material soporte se caracteriza adicionalmente por tener un diámetro medio de poro de 23 a 27 Å. El catalizador comprende también un componente de hidrogenación-deshidrogenación seleccionado de los metales nobles del Grupo VIII y mezclas de los mismos.
En su forma calcinada, los materiales soporte que tienen características similares a los adecuados para uso en esta invención tenían generalmente una relación elevada de sílice a aluminio en su entramado. Generalmente, estos materiales tenían una relación de sílice a aluminio en su entramado del orden de 800:1. Las reacciones mayores de sílice a aluminio se utilizaban para prevenir reacciones indeseables de craqueo. Sin embargo, los autores de la presente invención han descubierto inesperadamente que el aumento de la cantidad de aluminio incorporada en el entramado, acoplado con tamaños de poro más pequeños descritos más adelante, proporciona un catalizador que tiene capacidades mejoradas de saturación de los aromáticos.
Así pues, los materiales soporte adecuados para uso en la presente invención incluyen composiciones sintéticas de materia que comprenden una fase cristalina de tamaño de poro ultragrande. Los materiales soporte adecuados son materiales inorgánicos, porosos, de fase cristalina no estratificada que se caracterizan (en su forma calcinada) por un patrón de difracción de rayos X que tiene al menos un pico para un espaciamiento d mayor que 18 Å con una intensidad relativa de 100. Los materiales soporte adecuados para uso en esta memoria se caracterizan también por tener una capacidad de sorción de benceno mayor que 15 gramos de benceno por 100 gramos del material a 50 torr (6,67 kPa) y 25ºC. Los materiales soporte preferidos son materiales inorgánicos, porosos y no estratificados que tienen una configuración hexagonal de poros de tamaño uniforme con una dimensión máxima de poro en corte transversal perpendicular de 23 a 27 Å. Un material soporte más preferido se identifica como MCM-41. MCM-41 tiene una estructura característica de poros con configuración hexagonal, y de tamaño uniforme de diámetro 13 Å como mínimo, exhibe un patrón de difracción de electrones hexagonal que puede indexarse con un valor d100 mayor que 18 Å, que corresponde a al menos un pico en el patrón de difracción de rayos X. MCM-41 se describe en las Patentes de Estados Unidos Números 5.098.684 y 5.573.657, y asimismo, en menor grado, más adelante.
Los materiales soporte inorgánicos, no estratificados, mesoporosos y cristalinos utilizados como componentes en la presente invención tienen una composición de acuerdo con la fórmula Mn/q(WaXbYcZdOh). En esta fórmula, W es un elemento divalente, seleccionado de metales de transición divalentes de la primera fila, preferiblemente manganeso, cobalto, hierro y/o magnesio, siendo más preferiblemente cobalto. X es un elemento trivalente, preferiblemente aluminio, boro, hierro y/o galio, más preferiblemente aluminio. Y es un elemento tetravalente tal como silicio y/o germanio, preferiblemente silicio. Z es un elemento...
Reivindicaciones:
1. Un catalizador de hidroprocesamiento que comprende:
2. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho catalizador comprende adicionalmente un material aglutinante seleccionado de materiales activos e inactivos, zeolíticas sintéticas, zeolitas existentes naturalmente, materiales inorgánicos, arcillas, alúmina, y sílice-alúmina.
3. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el material soporte se encuentra en forma de composición con dicho material aglutinante, y exhibe una capacidad de adsorción de benceno en el equilibrio mayor que 15 gramos benceno/100 gramos cristal a 50 torr (6,67 kPa) y 25ºC.
4. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en donde dicho material aglutinante se selecciona de sílice-alúmina, alúmina y zeolitas.
5. El catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material soporte tiene un patrón de difracción de rayos X con al menos dos picos en posiciones mayores que 10 Å de espaciamiento d (8,842º 2? para la radiación K-alfa del cobre) que corresponde al valor d100 del patrón de difracción de electrones del material soporte, al menos uno de los cuales se encuentra en una posición mayor que 18 Å de espaciamiento d, y sin pico alguno en posiciones menores que 10 Å de espaciamiento d con intensidad relativa mayor que 20% del pico más intenso.
6. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el material soporte y el material aglutinante se han preparado en forma de composición en una relación de material soporte a material aglutinante que oscila desde 80 partes de material soporte para 20 partes de material aglutinante hasta 20 partes de material soporte para 80 partes de material aglutinante, expresándose todas las relaciones en peso.
7. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el material soporte y el material aglutinante están compuestos en una relación de material soporte a material aglutinante comprendida entre 80:20 y 50:50 de material soporte:material aglutinante, basada en peso.
8. El catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho componente de hidrogenación-deshidrogenación está presente en una cantidad comprendida entre 0,1 y 2,0% en peso.
9. El catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicho componente de hidrogenación-deshidrogenación se selecciona de paladio, platino, rodio, iridio y mezclas de los mismos.
10. El catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material soporte es MCM-41 y el componente de hidrogenación-deshidrogenación es platino y paladio.
11. El catalizador de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la relación de sílice a aluminio en el entramado de dicho material soporte es 25:1 a 70:1.
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