[发明专利]一种重油加氢脱金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种重油加氢脱金属催化剂及其制备方法和应用，特别是一种具有介孔/大孔复合孔道的催化剂及其制备方法和应用，属于分子筛制备技术领域。

背景技术

随着世界原油重质化、劣质化趋势的不断加剧，劣质重油占原油的比例不断增加，使得炼厂面对的主要加工对象是更为劣质的重油，因此，劣质重油的加工成为炼油企业技术发展的重点及提高经济效益的基础。劣质重油的显著特点是金属、胶质及沥青质的含量高，可加工性能差。加氢处理是改善劣质重油可加工性能、提高轻质油收率的重要加工工艺，但现有加氢处理的关键问题是重油中金属化合物易于在催化剂孔道及表面沉积，导致催化剂床层压降增大、催化剂使用寿命低、加氢处理操作成本高。

究其原因是对重油加氢脱金属的扩散、反应及沉积规律尚缺乏深入的认识，导致加氢脱金属催化剂的开发缺少直接的理论指导，如不同金属化合物扩散、反应对孔道尺寸的要求、对表面酸性的要求，沥青质对金属沉积的影响等。研究得知，具有较大孔容与孔径的载体是高活性加氢脱金属催化剂制备的基础。目前，一般的加氢脱金属催化剂的开发多是围绕扩大载体的孔径这一基础而展开，即在载体的制备过程中，通过加入扩孔剂等手段得到大孔氧化铝载体。

CN1769378A公开了一种渣油加氢脱金属催化剂的制备方法，在不改变催化剂制备流程的基础上，通过提高老化阶段的温度和pH值，制备出平均孔径为15-30nm，最可几孔径为15-25nm的加氢脱金属催化剂。但是，该方法制备的催化剂缺少大孔径（30-100nm）孔道，不利于金属化合物向催化剂内部的扩散，催化剂的容金属和积炭能力较差。

CN1796500A公开了一种载体孔径呈双峰分布的渣油加氢脱金属催化剂的制备方法，在制备的氧化铝前驱体中加入一种非酸类含氮化物，经过混捏、挤条、干燥、焙烧后，得到扩孔氧化铝载体。该载体制备的催化剂的孔容为0.7-1.3mL/g，比表面积为100-250m²/g，10-20nm范围的孔容比例为35-60%，大于500nm范围的孔容比例为30-40%。但是载体的表面酸性单一，酸性较强，催化剂的积炭较多，不利于重油原料中金属镍化合物的脱除。

CN1626625A公开了一种调变加氢脱金属催化剂载体表面酸性的方法，首先将水合氧化铝与扩孔剂混合，经成型、焙烧制得载体，再将载体浸渍活性金属，制得卤素含量为0.1-5%的催化剂。该催化剂的最可几孔径为14-20nm，该孔径范围的孔容占总孔容的70-80%。该方法制备的催化剂有较低的表面酸性，催化剂积炭量少，但催化剂缺少适应大分子扩散需要的大孔孔道。

综上所述，制备一种脱金属活性高、容金属及容积炭性能强、失活速度低的加氢脱金属催化剂是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种重油加氢脱金属催化剂，该催化剂在提高催化剂脱金属活性的同时，还能够抑制焦炭及金属沉积对孔道的堵塞。

本发明的目的还在于提供上述重油加氢脱金属催化剂的制备方法，该制备方法简单易行。

为了达到上述目的，本发明首先提供了一种重油加氢脱金属催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一：将物理扩孔剂加入金属Mo或W的盐的溶液中，以氧化物含量计，其中，MoO₃或WO₃的质量占催化剂总量的1wt%-4wt%，得到湿粉末扩孔剂；

步骤二：将氧化铝干胶粉与湿粉末扩孔剂、助挤剂、粘结剂混合均匀，得到氧化铝干胶粉物料1，以氧化物含量计，其中，物理扩孔剂的质量占氧化铝干胶粉总量（不计入助挤剂和粘结剂的量）的5wt%-15wt%；

步骤三：称取氧化铝干胶粉，加入含氮的化学扩孔剂和含磷化合物的溶液、助挤剂，混合均匀，得到氧化铝干胶粉物料2，以氧化物含量计，其中含氮的化学扩孔剂的质量占氧化铝干胶粉总量（不计入助挤剂的量）的20wt%-40wt%，含磷化合物的质量占氧化铝干胶粉总量（不计入助挤剂的量）的2wt%-7wt%；

步骤四：将氧化铝干胶粉物料1与氧化铝干胶粉物料2按0.5-1.5：1的质量比混合均匀，然后进行混捏、挤条，形成湿物料；该湿物料的尺寸和形状可以根据需要进行控制，例如可以制成直径为1.0mm的条状；

步骤五：将湿物料在90-150℃下干燥2-8小时，然后在600-800℃下焙烧1-5小时，得到氧化铝载体；