[發明專利]一種渣油加氫處理催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201911181182.6
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111001411A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 劉亭亭;李紅良;趙旭濤;李超然;崔登科;郭金彪
• 申請（專利權）人: 浙江石油化工有限公司
• 主分類號: B01J23/883
• 分類號: B01J23/883;B01J35/10;C10G45/08
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所 33257
• 代理人: 鄭滿玉

本發明公開的是一種渣油加氫處理催化劑及其制備方法，催化劑介孔孔徑集中分布且均一，同時具有大孔的雙峰孔催化劑，其中10～30nm介孔的分布在50％以上，且集中分布，大孔分布在25％以上，制備方法：配制鋁鹽溶液，采用pH擺動法進行溶膠的混合，加入有機擴孔劑，導加入成膠罐中成膠，經老化、干燥、成型、焙燒，獲得氧化鋁載體；將氧化鋁載體浸漬在浸漬液，干燥、焙燒，得到加氫脫金屬催化劑，本發明催化劑具有良好的擴散性能和優異的脫金屬性能，能夠滿足含Ni、V重金屬化合物擴散的孔道，顯著提高了催化劑的脫鎳、脫釩性能，提升了催化劑的脫金屬活性、容金屬能力及活性穩定性，制備工藝簡單，易操作。

技術領域

本發明涉及一種催化劑及其制備方法，更具體一點說，涉及一種渣油加氫處理催化劑及其制備方法，屬于石油化工領域。

背景技術

隨著世界范圍內原油日趨重質化、劣質化，煉廠的渣油產量日益增多，減壓渣油的加工成為了煉廠設計的核心。而石油產品需求趨于輕質化、清潔化，因此最大限度的將渣油轉化為輕質油品及高附加值產品，改善產品質量，提高原油的綜合利用，成為煉廠提高經濟效益的關鍵。

渣油作為煉油過程中的“桶底油”，其特點是富含原油中大多數的硫、氮、重金屬(Ni、V為主)等雜質，且分子量大、黏度高，反應過程受內擴散影響顯著，可加工性能差。固定床渣油加氫處理以其過程清潔化、雜質脫除率高、產品液收高等優勢，成為改善渣油可加工性能，實現渣油高效綠色轉化的核心工藝路線。固定床渣油加氫處理的核心是渣油加氫處理催化劑。

但現有加氫處理的關鍵問題是重油中金屬化合物易于在脫金屬催化劑孔道及表面沉積，導致催化劑的床層壓降增大、催化劑使用壽命低、需要及時更換催化劑，加氫處理操作成本高。

開發高活性與穩定性的渣油加氫處理催化劑，需要對重油加氫脫金屬的擴散、反應及沉積規律進行深入的認識，形成催化劑開發的理論指導，如不同金屬化合物擴散、反應對孔道尺寸的要求、對表面酸性的要求，瀝青質對金屬沉積的影響等。因此，具有較大孔容與最佳孔徑的載體是高活性加氫脫金屬催化劑制備的基礎，適宜酸性與匹配加氫活性則是催化劑制備的關鍵。

目前，一般的加氫脫金屬催化劑的開發多是圍繞擴大載體的孔徑這一基礎而展開，即在載體的制備過程中，通過加入擴孔劑等手段得到大孔氧化鋁載體。研究表明，脫金屬催化劑需要較大的孔容和孔徑，才能保證催化劑容金屬能力，進而提高催化劑的使用壽命，延長裝置的運轉周期。另一方面，催化劑的大孔能夠為大分子反應物料提供適宜的擴散孔道，使得大分子物質更易到達催化劑的內部表面，有效改善大分子反應物的擴散效應，并能夠促進催化劑內部金屬沉積，提高催化劑的利用率。更確切的研究結果表明，>100nm孔徑更有利于大分子的擴散；介孔是催化劑脫金屬的最佳孔徑區間，可為反應提供高比表面積，提高活性金屬分散度，促進雜質的脫除與沉積，更確切的，10～30nm孔徑是脫金屬的最佳孔道。因此，催化劑的介孔孔徑(10～30nm)集中分布且均一，同時兼具大孔(>100nm)的雙峰孔催化劑是最佳的高活性與穩定性的渣油加氫脫金屬催化劑。

CN 106914250A公布了一種渣油加氫處理催化劑及其制備方法，將成型并預焙燒的氧化鋁前驅體，用濃度逐漸增加的酸性溶液進行處理得到大孔載體；大孔載體經浸漬金屬后進行預干燥和水洗處理，最后經干燥和焙燒后得到催化劑。該法需對氧化鋁前驅體進行均勻噴灑濃度連續的酸或酸性溶液，難以實現載體大孔的均勻分布；且制備過程采取多次干燥、焙燒操作，造成催化劑機械強度下降，整體制備流程過于復雜。

CN 103864124A公布了一種結合軟硬雙模板法制備介孔-大孔梯度孔結構氧化鋁載體的方法，該方法首先采用無乳化劑聚合的方法制備粒徑均勻的聚丙烯酸甲酯(PMMA)微球，并通過離心的方法組裝成PMMA硬模板，然后將PMMA硬模板浸潤在含有九水硝酸鋁和表面活性劑F127乙醇溶液中，最后通過抽濾、干燥、焙燒得到三維有序大孔氧化鋁。但該法生產的載體孔徑梯度分布，最有效的介孔(10-30nm)分布較少，難題提高催化劑的脫金屬活性。