[发明专利]加氢处理催化剂和用所述催化剂使烃类原料加氢处理的方法

说明书

本发明涉及一种特别适用于重质烃类原料加氢处理的催化剂。虽然这种催化剂适用于固定床法，但它特别适用于移动床法或沸腾床法。本发明还涉及一种用所述催化剂使烃类原料加氢处理的方法。

由重质烃油馏分生产待用产品的步骤之一是加氢处理，使杂质完全除去或部分除去。重质原料例如以常压渣油、减压渣油、油砂油和页岩油为基础的原料通常含有有机含硫化合物和金属组分。这些杂质可通过原料在高温和高压下、在氢存在下与加氢处理催化剂接触来除去。这样就使有机含硫化合物转化成H₂S，而使金属沉积在催化剂颗粒上。要实现这一组合的加氢脱硫和加氢脱金属的催化剂必需满足十分严格的要求。一方面，催化剂的加氢脱硫和加氢脱金属活性应较高；而另一方面，催化剂应有长的寿命。

因此，在重质烃类原料的加氢处理中，非固定床法例如移动床法和沸腾床法的应用变得越来越重要。非固定床法的优点是，它不必同时更换全部催化剂藏量。此外，催化剂藏量被金属污染物的污染更均匀。但是，催化剂在非固定床法场合的应用对催化剂的性质有另外一些要求。具体地说，催化剂的强度和耐磨性变得更重要，因为催化剂颗粒相互碰撞和与设备壁的碰撞使它们经受更大的磨损和撕裂。因此，传统的挤条成型催化剂颗粒不太适用于非固定床法，因为这些颗粒在这些应用场合中易于磨损。另外，因为催化剂连续或断续送入反应器或从反应器中取出，因此它必需有这样的形状，以致能象含有反应物的浆液那样易于流动。

所以，对适用于固定床法用而且特别适用于非固定床法用的加氢处理催化剂有持续的需要，这些催化剂在重质烃类原料的加氢处理中特别是这样的原料同时进行加氢脱硫和加氢脱金属中应有高的加氢处理活性，同时有高的耐磨性和长寿命。本发明提供这样的催化剂。

本发明涉及一种在载体上含有第Ⅵ族金属组分和任选的第Ⅷ族金属组分的球形催化剂组合物，所述催化剂的粒度为0.5-7毫米，总孔体积为0.5-1.3毫升/克，平均孔径为15-30纳米以及％孔体积(＞100纳米)为2-30％，载体颗粒的芯部分和它们的表面部分之间的密度没有明显的差别。

第Ⅵ族金属优选钼、钨或其混合物，钼是特别优选的。按三氧化物计，第Ⅵ族金属存在的数量为1-10％(重量)、优选1-7％(重量)。

任选的是，催化剂还可含有第Ⅷ族金属组分。如果这样的组分存在，它优选自镍、钴或其混合物。如果它存在，按氧化物计，它存在的数量为0.1-3％(重量)、更优选0.1-2.5％(重量)。

另外一些活性组分例如磷或硼也可存在于本发明的催化剂组合物中。具体地说，如果催化剂不含第Ⅷ族金属组分，那么它优选含有少量磷，按P₂O₅计，磷的数量优选为0.1-5％(重量)、更优选0.5-3％(重量)。

催化剂载体优选包括氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆或其混合物。可存在在催化剂载体中的其他材料包括沸石、天然纤维矿物例如海泡石、硅酸铝铁和多水高岭石以及天然的或合成的材料例如铝蒙脱石或皂石。催化剂载体优选基本上由氧化铝和氧化硅组成，术语“基本上由……组成”是指少量的其他组分也可存在，只要它们不影响催化剂的催化活性。优选的是，催化剂载体含有至少50％、更优选至少70％、最优选至少85％氧化铝。最优选的是，催化剂载体基本上由氧化铝组成。

本发明的催化剂是球形的。在本说明书中，术语“球形催化剂”是指催化剂颗粒满足以下要求的催化剂：[D]-[d]＜0.2*[D]，其中[D]表示100个随机选择的颗粒的最大平均直径，而[d]表示100个随机选择的颗粒的最小平均直径。优选的是，颗粒满足[D]-[d]＜0.15*[D]的要求。催化剂颗粒越是球形，它们在移动床法或沸腾床法中起的作用就越好。

用本发明的方法制备的球形氧化物颗粒的粒度分布优选是这样的，颗粒中至少80％、更优选至少90％、最优选至少95％的直径在20％低于数均粒度至20％高于数均粒度的范围内、更优选在10％低于数均粒度至10％高于数均粒度的范围内。