[发明专利]一种氧化铝载体、加氢脱金属催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝载体、加氢脱金属催化剂及其制备方法。所述氧化铝载体包括主体氧化铝和棒状氧化铝，至少部分棒状氧化铝分布在主体氧化铝的外表面和微米级孔道中，所述氧化铝载体在孔直径为15‑35nm和100‑800nm呈双峰孔分布。所述氧化铝载体由以下方法制备，包括：（1）制备氧化铝载体中间体；（2）将氧化铝载体中间体浸入碳酸氢铵溶液中，然后密封热处理，热处理后物料经干燥、焙烧，制得氧化铝载体。该氧化铝载体可以兼顾大孔径和较高的比表面积及机械强度，适用于重油加氢脱金属催化剂。

技术领域

本发明涉及一种氧化铝载体及其制备方法，具体地说涉及一种用于重油加氢脱金属催化剂的氧化铝载体及其制备方法以及采用该载体制备的加氢脱金属催化剂。

背景技术

在重油加氢脱金属的生产过程中，由于重油中大量的硫、氮是存在于沥青质胶团中的，沥青质分子直径在4-5nm，形成的沥青质胶团是在胶质作为稳定剂作用下存在于重油中，其直径从10nm到几百nm。在重油加氢系列催化剂中，即使在重油加氢脱硫、脱氮、脱残炭催化剂之前有加氢脱金属催化剂，使大分子沥青质部分破碎形成了小沥青质胶团，但由于加氢脱氮和脱残炭催化剂的孔道不合适，孔道集中在10nm左右时，小的沥青质胶团仍不能进入催化剂内部，会在脱氮、脱残炭催化剂外表面进行反应，使金属等杂质堵塞外表面的孔道，造成催化剂失活，影响工业应用。

为了实现脱硫、脱氮、脱残炭催化剂长周期运转，在催化剂保证脱硫、脱氮、脱残炭的同时，必须提高催化剂的容金属能力，提高30nm至微米级的孔道比例。目前采用的扩孔方法主要是物理造孔法，可以得到30nm至微米级的大孔孔道，但是这种孔道是非连续贯穿的，孔道呈分散状态，并且孔口是墨水瓶类型，对反应物扩散作用有限。

CN1160602A公开了一种适合用作加氢脱金属催化剂载体的大孔氧化铝载体及其制备方法。该大孔氧化铝载体的制备方法包括把拟薄水铝石干胶粉与水或者水溶液混合，捏合成可塑体，将得到的可塑体在挤条机上挤成条状物，干燥并焙烧得到产物；在上述过程中还加入炭黑粉作为物理扩孔剂和可与拟薄水铝石或氧化铝发生化学作用的含磷、硅或硼化合物的化学扩孔剂。其中炭黑粉用量为3%-10%（以氧化铝的重量为基准）。制得的氧化铝载体可用于制备重质油特别是重油加氢脱金属和/或加氢脱硫催化剂。

US4448896提出采用炭黑作为扩孔剂。将扩孔剂与拟薄水铝石干胶粉混合均匀，向上述混合物中加入质量分数为4.3%的硝酸水溶液混捏30分钟，然后加入质量分数为2.1%的氨水溶液混捏25分钟，混捏均匀后挤条成型，成型后的载体经焙烧制得最终氧化铝载体。其中炭黑粉的加入量最好为大于活性氧化铝或其前身物重量的20%。

CN102441436A公开一种氧化铝载体的制备方法。该方法制备氧化铝载体的步骤如下：拟薄水铝石干胶粉和助挤剂混合均匀，然后加入溶解了物理扩孔剂和化学扩孔剂的水溶液，混合均匀，在挤条机上挤条成型，再经干燥、焙烧制得氧化铝载体。

采用物理扩孔剂虽然可以增加大孔的占比，但对于工业催化剂而言，为了提高催化剂的活性还要具有一定的比表面积和机械强度。而在增加大孔的同时会使比表面积和机械强度降低，因此，采用物理扩孔剂进行扩孔时会受到催化剂其他性能要求的限制，往往不能兼顾。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种氧化铝载体、加氢脱金属催化剂及其制备方法。该氧化铝载体可以兼顾大孔径和较高的比表面积及机械强度，使其用于重油加氢脱金属催化剂时，不但具有较高的活性，而且还具有良好的活性稳定性，延长装置的运转周期。

本发明第一方面提供了一种氧化铝载体，该氧化铝载体包括主体氧化铝和棒状氧化铝，所述的主体氧化铝为具有微米级孔道的氧化铝，至少部分棒状氧化铝分布于主体氧化铝的外表面和孔直径D为5-10μm的微米级孔道中，棒状氧化铝长度为1-12μm，直径为100-300nm；所述的氧化铝载体的孔呈双峰孔分布，具体分布如下：孔直径为15-35nm的孔所占的孔容为总孔容的 40%-60%，孔直径为100-800nm的孔所占的孔容为总孔容的15%-26%。