[發明專利]一種活性炭/氧化鋁復合型催化劑載體及其制備和應用

無效

• 申請號: 201210323265.6
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN103657736A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉元東;趙愉生;趙元生;范建光;于雙林;那美琦;譚青峰;周志遠;張志國;程濤;崔瑞利;張春光
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J21/18;C10G45/08;C10C3/02
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種活性炭/氧化鋁復合型催化劑載體及其制備和應用，該催化劑載體適用于加氫領域，尤其適合作為渣油和油砂瀝青的加氫脫金屬催化劑載體。

背景技術

目前，隨著原油劣質化、重質化趨勢的加劇，輕質油品需求量的增加以及環保法規的日益嚴格，大力開展渣油加氫技術的研發具有重要意義，而開發高性能的渣油加氫催化則是其核心所在。

渣油加氫催化劑的反應性能既取決于活性組分的固有催化特性，又與催化劑載體的性質有著密切的聯系。目前在渣油加氫領域中使用最廣泛的催化劑載體是γ-Al₂O₃，其價格便宜、強度較高，但是γ-Al₂O₃載體與活性組分間有較強的相互作用，導致活性金屬硫化不完全，同時，γ-Al₂O₃表面積較低，不利于提高活性組分分散度，這些因素都限制了其在渣油加氫中催化反應性能的進一步提高。

近年來，一種以活性炭為載體的新型渣油加氫處理催化劑以其獨特的優勢受到研究者的關注。活性炭孔結構可調，可以根據不同反應要求制備出合適孔徑分布的催化劑；同時，活性炭較大的比表面積有利于活性金屬組分的分散；此外，活性炭與金屬活性組分之間的相互作用弱，活性組分易于硫化完全。專利US5358634、US5364524、US5374350選擇一種平均孔徑為10-40nm的活性炭作為載體，采用順序浸漬或共浸漬法負載鉬、鈷等活性組分，該催化劑在固定床、移動床中具有良好的加氫脫金屬效果。專利US5389241、US5500401以20-40目的活性炭為載體，采用順序浸漬法制備出用于重油加氫脫氮的催化劑，其活性比傳統的氧化鋁負載型催化劑活性高。專利US5676822以活性炭為載體，采用共浸漬法負載鎳、鈷、鐵等金屬，用于脫除石腦油或中間餾分油中的芳烴和硫氮等雜質。EP1537912A1公開了一種用于固定床/移動床/沸騰床重油加氫的活性炭催化劑制備方法。載體活性炭經過水蒸氣改性，平均孔徑為20-200nm，負載鐵等活性組分后形成催化劑，反應過程中可以有效抑制結焦的生成。

活性炭作為渣油加氫催化劑載體具有以上優點的同時，也存在著機械強度較低，難以成型的缺點。基于以上所述，本發明將γ-Al₂O₃和活性炭結合起來，充分發揮γ-Al₂O₃強度高、強度高的優點，同時，利用活性炭比表面積大、活性組分易于硫化的長處，將二者有機結合起來，制備出適合作為渣油加氫催化劑載體的新型材料：氧化鋁/活性炭復合型載體（英文縮寫為γ-Al₂O₃/AC）。γ-Al₂O₃/AC作為渣油加氫催化劑載體，具有較大的比表面積，有利于活性組分的高度分散；同時，機械強度和成型效果加以改善，通過調控活性組分和復合載體之間的相互作用，有利于更多的活性相的形成，從而進一步提高催化劑的加氫反應活性。

發明內容

本發明的目的是采用氧化鋁γ-Al₂O₃和活性炭AC復合的方法，提高催化劑載體的機械強度，改進復合載體的成型工藝，制備出孔徑、表面積和機械強度互相匹配，符合渣油加氫催化劑工業使用要求的新型催化劑載體γ-Al₂O₃/AC。

本發明采用的活性炭粒度為50-200目，優選為100-150目；比表面積為400-1500m²/g，優選為800-1000m²/g；氧化鋁γ-Al₂O₃比表面積為80-250m²/g，優選為120-200m²/g；機械強度為8-30N/mm，優選為10-25N/mm；孔容為0.5-0.9mL/g，優選為0.6-0.8mL/g。

本發明中γ-Al₂O₃/AC復合型催化劑的制備工藝步驟是：