[发明专利]一种高活性加氢脱金属催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高活性加氢脱金属催化剂及其制备方法。

背景技术

目前最为常见的加氢催化剂一般是以氧化铝、二氧化硅等为载体，以Co、Ni、 Mo、W等金属为活性组分的负载型催化剂。活性组分采用浸渍或混捏的方法负载到载体上，然后经过干燥、焙烧制得催化剂。在焙烧过程中，活性金属组分容易与氧化铝载体发生作用形成很强的M-O-Al键，导致活性组分形成尖晶石相而失去活性，或者使活性组分无法完全硫化从而降低催化剂活性。

CN101439289A公开一种加氢催化剂的制备方法。该催化剂金属组分由包括Co、Ni中的一种或两种和Mo、W中的一种或两种金属成分构成，以尿素或氨水为反应助剂，采用载体孔内原位反应的方法使金属活性组分生成钼酸镍（钴）或钨酸镍（钴）类化合物，从而可以避免金属与载体的反应，同时使金属活性组分更容易被硫化，可以提高加氢催化剂的活性。但该方法制备的催化剂不同活性组分间相互作用形成了新的化合物，不利于活性组分在载体上均匀分散和活性进一步提高，另外，制备过程较复杂。

CN102451704A公开了一种加氢裂化催化剂的制备方法，该催化剂以无定形硅铝和氧化铝为载体，第VIII族和VIB族金属为加氢活性组分，优选含有活性物质B₂O₃。本发明催化剂是将无定形硅铝和氧化铝混合成型后，经干燥处理，然后浸渍法负载活性金属，再经干燥和焙烧而得。该方法与常规的浸渍法相比，成型载体不经焙烧，简化了制备过程，而且减少了活性金属与载体间的强相互作用，有利于活性组分分布，更有利于金属活性的发挥，也避免了因多步焙烧引起的比表面积损失。但由于成型载体未经焙烧处理，催化剂的机械强度不理想。

发明内容

针对现有的技术不足，本发明提供一种高活性加氢脱金属催化剂及其制备方法，本发明催化剂中的碳含量呈梯度分布，催化剂外部活性组分与载体作用相对较强，内部活性组分与载体作用相对较弱，活性组分容易完全硫化，显著提高了催化剂的脱金属及脱硫活性。

本发明的高活性加氢脱金属催化剂，包括氧化铝载体、活性金属和碳，以催化剂重量为基准，活性金属以氧化物计，Mo和/或W的重量含量为6.0wt%-15wt%，Co和/或Ni重量含量为1.0wt%-4.0wt%，氧化铝载体为66wt%~92wt%，优选余量，碳以元素计为1wt%-15wt%，优选5wt%-10wt%；比表面为160-270m²/g，孔容为0.8-1.2ml/g；碳含量满足以下条件：距离催化剂颗粒横截面中心（以下简称中心）1/4R处的碳含量与催化剂颗粒横截面中心的碳含量比为60%-80%，距离中心1/2R处碳含量与中心碳含量比为40%-60%，距离中心3/4R处碳含量与中心碳含量比为20%-40%，横截面最外缘上任意一点的碳含量与中心碳含量比10%-20%，R为催化剂颗粒的横截面中心与横截面最外缘上任意一点之间线段的距离。

本发明距离催化剂颗粒横截面中心1/4R、1/2R、3/4R、横截面最外缘上任意一点处的碳含量以及催化剂颗粒横截面中心的碳含量催通过电子探针进行测定。

本发明所述的催化剂是（实心）颗粒状的，而不是粉末等无定形状态。作为所述颗粒的形状，可以举出本领域加氢脱金属催化剂常规使用的各种形状，比如可以进一步举出球形和柱状。作为所述球形，比如可以举出圆球形和椭球形等；作为所述柱状，比如可以举出圆柱状、方柱状和异型截面（比如三叶草、四叶草等）柱状等。

本发明中，所谓“催化剂颗粒的横截面”指的是沿着一个催化剂颗粒的最小尺寸方向通过其形状的几何中心切割后暴露的整个表面。比如，在所述催化剂颗粒为球形时，所述横截面指的是沿着该球的半径或短轴方向通过其球心切割后暴露的整个表面（参见图1）。或者，在所述催化剂颗粒为柱状时，所述横截面指的是垂直于该柱的长度尺寸方向通过该长度尺寸的中心点切割后暴露的整个表面（比如参见图2）。

本发明中，将所述暴露表面的外周称为该横截面的最外缘，将所述几何中心（比如前述的球心或长度尺寸的中心点）称为该横截面上的中心点。

本发明的高活性加氢脱金属催化剂的制备方法，包括如下内容：

（1）配制至少两种不同浓度的多元醇和/或单糖水溶液，按照浓度由高到低的顺序喷浸在氧化铝载体上，使得多元醇和/或单糖的浓度在载体上形成由外向内呈由低到高的梯度分布；

（2）将浸渍后的氧化铝载体在密封容器内进行水热炭化处理，干燥处理；