[发明专利]一种重油加氢铁基催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种重油加氢铁基催化剂及其应用，属于石油开采领域中的金属催化剂技术领域。

背景技术

由于重质油（重油）产量日益增多，加氢作为加工重质油的一种重要手段得到了越来越大的重视和发展。近年来，在业内人士的关注和研究中，相继涌现出了许多新的重油加氢催化剂及其制备方法。

CN1086534A公开了一种重油加氢脱氮催化剂及其制法。该催化剂的组成为W-Mo-Ni/SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃。CN1458236A公开了一种重油加氢脱金属、脱硫催化剂，该催化剂的活性组分含有1wt%-20wt%的氧化钨和/或氧化钼，0.5wt%-5.0wt%的氧化镍和/或氧化钴，助剂含有0.1wt%-3.0wt%的碱金属和/或碱土金属氧化物。该方法制备的催化剂同时具有较高的脱金属活性和脱硫活性，并且活性稳定性较高，特别是脱硫活性的稳定性较好。CN1110304A公开了一种重油加氢处理催化剂，该催化剂以含硅和磷的氧化铝为载体，担载钼、镍、磷元素。该催化剂含有10-30wt%MoO₃、2-6wt%NiO、2-6wt%P，其表现出良好的脱氮性能。USP727980公开了一种加氢脱金属催化剂及其制备方法，该催化剂是以一种烧结型氧化物（Al₂O₃，SiO₂，TiO₂或其混合物）为载体，首先浸渍硝酸铁，然后经干燥、焙烧后，再浸渍钼酸铵溶液，之后进一步进行干燥、熔烧而得到的存在两种晶相的成品催化剂。该催化剂的金属含量高，加氢活性高，但是该催化剂具有制备工艺复杂，价格昂贵等缺点。

此外，在重油加氢处理过程中，由于重油粘度高且杂质含量大，因此重油加氢处理过程的空速很小，所以催化剂的用量相较于其它炼油过程大大增加，并且重油加氢处理的催化剂使用寿命短，可再生性差，因此降低催化剂的成本尤为重要。现有的降低重油加氢催化剂成本的途径一般是使用廉价载体或者采用简便易行的制备方法。CN102039140A公开了一种重油加氢处理催化剂及其制备方法，主要采用廉价的天然粘土如高岭土、蒙脱士、硅藻士和天然白土等作为载体的一部分。该粘土以SiO₂的量计占催化剂重量的0.5wt%-30wt%，得到的催化剂既具有与以纯氧化铝做载体的催化剂相当的加氢活性，又具有价格低廉的优势。CN1289821A公开了一种高活性渣油加氢转化催化剂及其制备方法。该催化剂的制备方法是采用完全混捏法，以钛作为助剂，把氢氧化铝干胶粉和分子筛按一定比例混合，然后先加入VIB族金属的碱性溶液，再加入VIII族和/或VIB族金属的酸性溶液。该催化剂的孔容为0.36-0.60mL/g，比表面积为190-280m²/g。由于该方法采用了简便易行的混捏制备法，所以相较于浸渍法和沉淀法成本较低。

由此可见，虽然多年以来，为了获得更好的重油加氢效果，研究者们在催化剂载体和助剂改性方面做了大量研究工作，但是以镍、钴等作为助剂，钼、钨作为主要活性组分金属的基本组合并未被打破。同时为了降低催化剂制备成本，研究者们也做了很多努力。但是总体来说，重油加氢催化剂的使用成本还是偏高，根本原因就在于作为活性金属的镍、钴、钼和钨在地壳中并非大量存在，它们的价格非常昂贵。

综上所述，研发出一种制作成本低廉的重油加氢催化剂，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种重油加氢铁基催化剂及其应用。本发明的重油加氢铁基催化剂以铁作为活性组分金属，以锌、铜和银中的一种或两种的组合作为助金属而制备得到，具有制作成本低廉，制作工艺简单的优点。

为达上述目的，本发明提供一种重油加氢铁基催化剂，其为以铁作为活性组分金属，以锌、铜和银中的一种或两种的组合作为助金属，并将二者负载于载体上的催化剂；其中，所述活性组分金属和所述助金属的摩尔比为1-20：1。

在上述的重油加氢铁基催化剂中，优选地，以所述重油加氢铁基催化剂的总重量为基准，氧化物形式的活性组分金属与助金属的总量为10-80%。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述的重油加氢铁基催化剂是通过以下方法制备（浸渍法）的：

将活性组分金属盐、助金属盐溶于去离子水中，配成浸渍液；

将所述浸渍液加入到载体中，得到催化剂半成品；