具体实施方式

本发明提供了一种渣油加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将γ-氧化铝、氧化镁和第一粘合剂进行混合，得到半成品；

(2)将所述半成品依次进行干燥和粉碎，得到干燥粉体；

(3)将所述干燥粉体、造孔剂和第二粘合混合后依次进行成型、干燥和第一焙烧，得到催化剂载体中间体；

(4)将所述催化剂载体中间体依次进行酸处理、水洗和干燥，得到催化剂载体；

(5)将所述催化剂载体在活性金属浸渍液中浸渍后依次进行干燥和第二焙烧，得到所述渣油加氢催化剂；所述活性金属浸渍液包括活性金属无机化合物、渗透剂和溶剂。

本发明将γ-氧化铝、氧化镁和第一粘合剂进行混合，得到半成品。

在本发明中，所述γ-氧化铝的粒径优选为48μm，所述氧化镁的粒径优选为75μm。在本发明中，所述γ-氧化铝和氧化镁的质量比优选为1～6：1，更优选为2～5:1，最优选为3～4:1。

在本发明中，所述第一粘合剂优选为羧甲基纤维素(CMC)、硝酸、铝溶胶和硅溶胶中的一种或几种，更优选为甲基纤维素(CMC)、硝酸、铝溶胶或硅溶胶，在本发明中，所述铝溶胶的质量含量优选为3～4.5％，所述硅溶胶的质量含量优选为2～3％；在本发明中，所述甲基纤维素优选以甲基纤维素水溶液的形式使用，所述甲基纤维素水溶液的质量含量优选为3～4％；在本发明中，所述硝酸优选以硝酸水溶液的形式使用，所述硝酸水溶液的质量含量优选为4～5％。

在本发明中，所述第一粘合剂的质量优选为γ-氧化铝和氧化镁总质量的1～10％，更优选为2～9％，最优选为2～5％。

在本发明具体实施例中，本发明优选先将γ-氧化铝粉体和氧化镁干混，再加入第一粘合剂进行湿混，这样的混合方式能够将γ-氧化铝和氧化镁混合更均匀，混合均匀后再加入第一粘合剂进行湿混，能做保证半成品的物料混合均匀程度较高。

得到半成品后，本发明将所述半成品依次进行干燥和粉碎，得到干燥粉体。

在本发明中，所述干燥粉体的目数优选为0.038～0.15mm，进一步优选为0.045～0.075mm，本发明将干燥粉体的粒径控制在上述范围内，能够保证最终制备得到催化剂载体的孔径分布更加均匀，且提高催化剂载体的强度。

在本发明具体实施例中，所述干燥过程优选采用闪蒸干燥，本发明通过闪蒸干燥将半成品一边打碎成小块一边快速脱水，小块的半成品有利于后续粉碎过程的进行。本发明对所述闪蒸干燥的具体实施过程没有特殊要求。

在本发明的具体实施例中，所述粉碎优选在雷蒙磨粉机中进行，本发明对所述粉碎的具体实施过程没有特殊要求。

得到干燥粉体后，本发明将所述干燥粉体、造孔剂和第二粘合剂混合后依次进行成型、干燥和第一焙烧，得到催化剂载体中间体。

在本发明中，所述造孔剂优选为碳、淀粉、蔗糖和尿素中的一种或几种，更优选为碳单质、淀粉、蔗糖或尿素；在本发明中，所述碳优选为石墨和/或金刚石；在本发明中，所述造孔剂质量优选为γ-氧化铝和氧化镁总质量的1～6wt％，更优选为2～5wt％。

在本发明中，所述第二粘合剂优选为高铝水泥、田菁、膨润土和羊肝土中的一种或几种，更优选为高铝水泥、田菁、膨润土或羊肝土，在本发明中，所述高铝水泥的粒径优选为0.038～0.15mm，所述田菁的粒径优选为0.038～0.15mm，所述膨润土的粒径优选为0.038～0.15mm，所述羊肝土的粒径优选为0.038～0.15mm。

在本发明中，所述第二粘合剂的质量优选为γ-氧化铝和氧化镁总质量的1～6wt％，更优选为2～5wt％。

在本发明具体实施例中，本发明优选先将干燥粉体和造孔剂干混，再加入第二粘合剂，这样能够将所述干燥粉体和造孔剂混合更均匀，均匀后再加入第二粘合剂进行湿混，在本发明中，所述湿混时优选加入水，本发明对所述水的加入量没有特殊要求，能够进行成型操作即可。本发明优选通过依次进行干混和湿混能做保证催化剂载体中间体的物料混合均匀程度较高。

本发明对所述成型的具体实施过程没有特殊要求。

在本发明中，所述干燥的时间优选为2～4h，更优选为3h，所述干燥的温度优选为100～120℃，更优选为110℃。在本发明中，所述第一焙烧的时间优选为2～6h，更优选为3～5h，最优选为4h，所述第一焙烧的温度优选为400～650℃，更优选为450～600℃，最优选为500～550℃。在本发明中，所述第一焙烧完成了催化剂载体中的小孔成型，使催化剂载体中的小孔结构在2nm以下，提高了催化剂载体的深度加氢能力。

本发明通过第一次焙烧度对催化剂载体进行造孔，烧掉载体中的杂质和无机物同时提高催化剂载体的强度。

得到催化剂载体中间体后，本发明将催化剂载体中间体依次进行酸处理、水洗和干燥，得到催化剂载体。

在本发明中，所述酸处理使用的酸优选为无机酸，所述无机酸优选为硫酸、硝酸和盐酸中的一种或几种；在本发明中，所述酸处理使用的酸的浓度优选为1～5wt％，更优选为2～4wt％，所述酸处理的温度优选为30～80℃，更优选为40～70℃，所述酸处理的时间优选为0.5～3h，更优选为1～2.5h。

在本发明中，所述酸处理过程能够脱除没有与氧化镁反应的氧化铝，同时进一步脱除载体中的多余杂质，所述杂质是来自于氧化镁和氧化铝原料中的微量铁、钙等，保证最终制备得到的加氢催化剂具有较好的催化效果。

本发明对所述水洗的具体实施过程没有特殊要求，在本发明中，所述水洗时优选当水洗液的pH值至6～7时停止，这样能够保证水洗后的催化剂载体上没有多余的酸存在。

得到催化剂载体后，本发明将所述催化剂载体在活性金属浸渍液中浸渍后依次进行干燥和第二焙烧，得到所述渣油加氢催化剂；所述活性金属浸渍液包括活性金属无机化合物、渗透剂和溶剂。

在本发明中，所述活性金属浸渍液包括活性金属无机化合物、渗透剂和溶剂。在本发明中，所述活性金属无机化合物优选为镍的无机化合物、钴的无机化合物、钼的无机化合物和钨的无机化合物中的至少两种，在本发明中，所述镍的无机化合物优选为镍盐和/或氢氧化镍，所述镍盐优选为硝酸镍；在本发明中，所述钴的无机化合物优选为硝酸钴和/或碱式碳酸钴；在本发明中，所述钼的无机化合物优选为四钼酸铵和/或七钼酸铵；在本发明中，所述钨的无机化合物优选为偏钨酸铵和/或钨酸钠，在发明的具体实施例中，所述活性金属无机化合物组合方式具体为：硝酸钴和偏钨酸铵、碱式碳酸钴和四钼酸铵、硝酸镍和七钼酸铵、或氢氧化镍和钨酸钠。

在本发明中，所述活性金属浸渍液中镍的无机化合物的含量优选为0.5～15wt％，更优选为1～14wt％，最优选为5～10wt％；所述活性金属浸渍液中钴的无机化合物的含量优选为0.5～15wt％，更优选为1～14wt％，最优选为5～10wt％；所述活性金属浸渍液中钼的无机化合物的含量优选为0.5～15wt％，更优选为1～14wt％，最优选为5～10wt％；所述活性金属浸渍液中钨的无机化合物的含量优选为0.5～15wt％，更优选为1～14wt％，最优选为5～10wt％。

在本发明中，所述渗透剂优选为烷基磺酸钠、烷基硫酸酯钠、氨基磺酸钠和月桂醇醚磷酸酯中的一种或几种，更优选为烷基磺酸钠、烷基硫酸酯钠、氨基磺酸钠或月桂醇醚磷酸酯；在本发明中，所述活性金属浸渍液中渗透剂的含量优选为0.5～2.5wt％，更优选为1～2wt％。

在本发明中，所述溶剂优选包括水、柠檬酸、氨水和磷酸中的一种或几种。本发明对所述溶剂的质量没有特殊要求。

在本发明中，所述活性金属浸渍液的制备方法包括：将所述活性金属用溶剂溶解后加入渗透剂混合，达到清澈透明。

在本发明中，所述浸渍的温度优选为室温，所述浸渍的时间优选为**；本发明对所述浸渍时活性金属浸渍液的用量没有特殊要求，能够将所述催化剂载体浸没即可。

在本发明中，所述干燥的温度优选为100～120℃，所述干燥的时间优选为2～4h。

在本发明中，所述第二焙烧的时间优选为2～6h，更优选为3～5h，所述第二焙烧的温度优选为300～500℃，更优选为400℃。

在本发明中，所述第二焙烧能够将浸渍于催化剂载体表面和孔径中的活性金属化合物转化为活性金属氧化物。

本发明还提供了上述制备方法制备的渣油加氢催化剂，包括载体和负载于所述载体表面和孔道中的活性金属，所述载体具有5nm以下的微孔结构。

在本发明中，所述渣油加氢催化剂具有五叶草型外观。

本发明还提供了上述方案所述渣油加氢催化剂在固定床渣油加氢催化中的应用，在本发明中，所述催化剂使用时反应温度优选为360～400℃，更优选为380℃；氢分压优选为17～19MPa，更优选为18MPa；液时体积空速为0.1～1h^-1，更优选为0.5h^-1；氢油体积比优选为600～1000：1，更优选为800：1。本发明对所述应用的具体方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法应用即可。

为了进一步说明本发明，下面实施例对本发明提供的渣油加氢催化剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

称取γ-氧化铝粉体(粒径为48μm)200g和氧化镁(粒径为74μm)100g先进行干混，再加入3％的铝溶胶进行湿混，得到半成品；

将所述半成品闪蒸干燥后，通过雷蒙磨粉机粉碎得到150μm的干燥粉体；

取300g所述干燥粉体和6g淀粉干混后，加入5g高铝水泥和90g水湿混后成型，再在100℃的条件下干燥2h，然后在500℃的条件下焙烧2h，得到催化剂载体中间体；

将所述载体中间体在1.5wt％硫酸酸液中，于40℃的条件下处理2h，再进行水洗，当水洗液pH值为7时停止，然后在120℃的条件下干燥3h得到催化剂载体；

配制硝酸钴与偏钨酸铵的浸渍液，所述浸渍液中硝酸钴的含量为8wt％，偏钨酸铵的含量为8wt％，向浸渍液中加入烷基硫酸酯钠渗透剂，得到活性金属浸渍液，所述活性金属浸渍液中渗透剂的含量为1wt％。

将所述催化剂载体在活性金属浸渍液中浸渍3h后在110℃的条件下烘干2h后，在350℃的条件下焙烧2h，得到渣油加氢催化剂1。

实施例2

称取γ-氧化铝粉体(粒径为48μm)300g和氧化镁(粒径为74μm)100g先进行干混，再加入5％的硅溶胶(硅溶胶质量含量2％)进行湿混，得到半成品；

将所述半成品闪蒸干燥后，通过雷蒙磨粉机粉碎得到74μm的干燥粉体；

取300g所述干燥粉体和6g碳粉干混后，加入5g田菁和80g水湿混后成型，再在100℃的条件下干燥3h，然后在600℃的条件下焙烧3h，得到催化剂载体中间体；

将所述载体中间体在1.5wt％硝酸酸液中，于50℃的条件下处理2h，再进行水洗，当水洗液pH值为6.5时停止，然后在120℃的条件下干燥3h得到催化剂载体；

配制碱式碳酸钴与四钼酸铵的浸渍液，所述浸渍液中碱式碳酸钴的含量为10wt％，四钼酸铵的含量为10wt％，向浸渍液中加入氨基磺酸钠渗透剂，得到活性金属浸渍液，所述活性金属浸渍液中渗透剂的含量为1wt％。

将所述催化剂载体在活性金属浸渍液中浸渍3h后在110℃的条件下烘干2h后，在350℃的条件下焙烧2h，得到渣油加氢催化剂2。

实施例3

称取γ-氧化铝粉体(粒径为48μm)400g和氧化镁(粒径为74μm)100g先进行干混，再加入2％的CMC水溶液(CMC水溶液质量含量4％)进行湿混，得到半成品；

将所述半成品闪蒸干燥后，通过雷蒙磨粉机粉碎得到48μm的干燥粉体；

取300g所述干燥粉体和6g蔗糖干混后，加入5g膨润土和85g水湿混后成型，再在100℃的条件下干燥2h，然后在500℃的条件下焙烧2h，得到催化剂载体中间体；

将所述载体中间体在1.5wt％磷酸酸液中，于70℃的条件下处理3h，再进行水洗，当水洗液pH值为6.8时停止，然后在120℃的条件下干燥4h得到催化剂载体；

配制硝酸镍与七钼酸铵的浸渍液，所述浸渍液中硝酸镍的含量为13wt％，七钼酸铵的含量为13wt％，向浸渍液中加入月桂醇醚磷酸酯渗透剂，得到活性金属浸渍液，所述活性金属浸渍液中渗透剂的含量为1.5wt％。

将所述催化剂载体在活性金属浸渍液中浸渍3h后在110℃的条件下烘干2h后，在400℃的条件下焙烧2h，得到渣油加氢催化剂3。

实施例4

称取γ-氧化铝粉体(粒径为48μm)500g和氧化镁(粒径为74μm)100g先进行干混，再加入2％的硝酸溶液(硝酸溶液质量含量4％)进行湿混，得到半成品；

将所述半成品闪蒸干燥后，通过雷蒙磨粉机粉碎得到40μm的干燥粉体；

取300g所述干燥粉体和6g尿素干混后，加入5g羊肝土和95g水湿混后成型，再在110℃的条件下干燥2h，然后在550℃的条件下焙烧3h，得到催化剂载体中间体；

将所述载体中间体在1.5wt％硫酸酸液中，于65℃的条件下处理2h，再进行水洗，当水洗液pH值为6.9时停止，然后在120℃的条件下干燥2h得到催化剂载体；

配制氢氧化镍与钨酸钠的浸渍液，所述浸渍液中氢氧化镍含量为11wt％，钨酸钠的含量为11wt％，向浸渍液中加入烷基硫酸酯钠渗透剂，得到活性金属浸渍液，所述活性金属浸渍液中渗透剂的含量为2wt％。

将所述催化剂载体在活性金属浸渍液中浸渍3h后在110℃的条件下烘干2h后，在380℃的条件下焙烧2h，得到渣油加氢催化剂4。

利用麦克ASAP2050型分析仪对实施例1制备得到的渣油加氢催化剂的孔道结构分布进行BET检测，所述检测过程如下：称取0.3g样品，将样品置于液氮中，以高纯度氮气为平衡气，通过P/P0点吸附和脱附过程，测定得到实施例1的孔道结构分布图，所得结果如图1所示，图1为实施例1制备得到的渣油加氢催化剂的孔道结构分布图。由图1可以看出，本发明提供的催化剂具有5nm以下的微孔结构，与现有技术的载体的10～50nm之间的介孔完全不同。本发明提供的催化剂由于具有微孔结构，该种微孔结构具有定向的孔道，实现了对催化剂的优化，提高了催化剂的脱金属、脱硫、脱氮和脱碳活性和抗积碳的能力。

对实施例1～4制备得到的渣油加氢催化剂在固定床渣油加氢反应装置上进行加氢催化性能评价，其中评价条件如下：催化剂装填量10ml，反应温度为380℃，氢分压为18MPa，液时体积空速为0.5h^-1，氢油体积比为800：1，反应2400h后测定加氢后油中各杂质的含量，计算杂质脱除率。

对渣油加氢催化剂1进行加氢催化性能评价，其脱金属率为71％，脱硫率为83％，脱碳率为45％，脱氮率为58％，催化剂寿命116天；

对渣油加氢催化剂2进行加氢催化性能评价，其脱金属率为75％，脱硫率为79％，脱碳率为42％，脱氮率为51％，催化剂寿命107天；

对渣油加氢催化剂3进行加氢催化性能评价，其脱金属率为80％，脱硫率为91％，脱碳率为54％，脱氮率为64％，催化剂寿命125天；

对渣油加氢催化剂4进行加氢催化性能评价，其脱金属率为83％，脱硫率为88％，脱碳率为39％，脱氮率为61％，催化剂寿命119天。

由以上实施例可知本发明提供的渣油加氢催化剂不仅具有优异的活性、较长的催化寿命，同时脱金属、脱氮、脱硫和脱碳的效果也较好。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。