[发明专利]一种渣油加氢脱金属催化剂

说明书

本发明涉及一种重油特别是渣油加氢脱金属和/或加氢脱硫催化剂。

渣油加氢脱金属和/或加氢脱硫催化剂，一般用孔径较大的氧化铝为载体基质，以VIII族和/或VIB族金属元素为活性组分。由市场购买的氧化铝往往需要经过扩孔才能使用，所以渣油加氢脱金属催化剂制备的关键技术之一是扩大其载体氧化铝的孔径。

通常的扩孔方法之一是在氧化铝前身物—拟薄水铝石干胶粉的混捏挤条过程中加入各种各样的扩孔剂。

US4448896提出选用炭黑为扩孔剂，而EP237240提出加入炭纤维形成大孔。上述两利扩孔剂的扩孔机理是：扩孔剂以固体形式与拟薄水铝石干胶粉混合在一起，在挤出的条形颗粒内占据一定的空间体积。在载体的高温焙烧过程中，扩孔剂转化为气体，故形成一定量的大孔。这种扩孔剂与拟薄水铝石不发生化学作用，只是起物理作用，故可称物理扩孔剂。

中国专利ZL92112511.9提出在拟薄水铝石的混捏挤条过程中加硅溶胶可起扩孔作用。另外同时在氧化铝载体中加入硅(Si)和磷(P)化合物也可以起到扩孔作用，特别是磷化合物的扩孔作用更为明显。这种扩孔剂与拟薄水铝石发生化学作用，故可称为化学扩孔剂。

单纯使用物理扩孔剂时所制备的载体和催化剂，存在以下缺点：(1)孔分布弥散；(2)机械强度和堆积密度明显下降。例如，US4448896所制备的催化剂最可几孔径14.2nm、孔容0.848ml/g、孔径7.5～20.0nm的孔容占总孔容的60％；机械强度低，仅为2.3N/mm。而EP237240的催化剂平均孔径7.5～20.0nm、孔容0.60ml/g、孔径5.0～40.0nm的孔容占总孔容的65％。催化剂机械强度差将达不到工业使用要求；而孔分布弥散和堆积密度下降，将使催化剂的单位装填体积所拥有的有效内表面积减少，最终使催化剂对应体积空速的活性降低。

单纯使用化学扩孔剂将使拟薄水铝石的胶溶性变差，从而给挤条成型操作带来困难。此外，大量使用化学扩孔剂时，也会使所制的催化剂孔分布比较弥散。

总之，两类扩孔剂单独使用时，其用量都受到一定的限制。因此，其扩孔效果也极其有限，难于制备出大孔、孔分布集中，且机械强度和堆积密度合适的催化剂载体。特别是扩孔方法不当，造成孔分布弥散，将使催化剂的使用效率大大降低。

本发明的目的是针对上述问题发明一种渣油加氢脱金属催化剂。使催化剂具有较大的孔容和孔径，集中的孔分布，适中的机械强度和堆积密度，特别是具有良好的脱金属和脱硫活性及活性稳定性。本发明的另一个目的是提供一种制备理化性能好的渣油加氢脱金属催化剂的方法。

本发明的催化剂，以大孔径氧化铝为载体，担载VIII族和/或VIB族金属元素，催化剂的孔容0.70～0.90ml/g，比表面积110～200m²/g，最可几孔直径15～20nm，孔径在10～20nm之间的孔容占总孔容的60％以上。机械强度＞7.5N/mm。载体以重量计含P₂O₅0.07～1.10w％。

本发明催化剂组成，以催化剂重量计，MoO₃或WO₃为6.0～14.0w％，最好8.0～12.0w％，CoO或NiO为2.0～6.0w％最好2.5～3.5w％，载体80～90w％。

本发明的技术要点是：在氧化铝前身物-拟薄水铝石干胶粉与水或水溶液混合过程中，同时加入两种不同类型的扩孔剂，一种是物理扩孔剂，另一种是化学扩孔剂。

物理扩孔剂一般是可燃性固体颗粒，其扩孔原理是：这种固体颗粒与拟薄水铝石干胶粉均匀混合后，在水或水溶液作用下，被挤成条形物，然后在含氧气氛中高温焙烧；在此焙烧过程中，物理扩孔剂转化为气体逸出，留下一定体积的大孔，使焙烧所得条形氧化铝载体孔径得到扩大。载体扩孔后其孔径大小由物理扩孔剂种类等因素决定。

化学扩孔剂一般是能与氧化铝及其前身物作用的无机化合物，如：磷、硅和硼化合物等。化学扩孔剂的扩孔原理是：作为扩孔剂的无机化合物与拟薄水铝石发生表面化学作用，使干胶粉颗粒间的结合力减弱，相互间空隙增大，从而出现部分大孔。

单纯使用物理扩孔剂或化学扩孔剂时，为了达到明显的效果，使用量往往较大，从而其负效应(缺点)也比较明显。

本发明催化剂的制备过程为：