CN100525913C - 一种加氢催化剂应用前的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加氢催化剂应用前的处理方法，具体是将含硫物质在一定条件下引入加氢催化剂中的处理方法。具体过程为将氧化态加氢催化剂负载有机酸和/或有机氮化合物、有机溶剂及元素硫并在动态加热设备中进行处理。本发明加氢催化剂应用前的处理方法将含硫物质如元素硫负载到加氢催化剂上，并且具有一定的相互作用。与现有技术相比，本发明方法得到的催化剂在应用活化时具有含硫物质利用率高，催化剂床层温度升高平缓，催化剂活性提高等特点。本发明方法可以用于各种加氢催化剂应用前的处理过程。

Description

一种加氢催化剂应用前的处理方法

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂应用前的处理方法，特别是在催化剂用于加氢反应前在反应器外的其它装置上进行预硫化处理的方法。

背景技术

加氢精制、加氢处理、加氢裂化等加氢催化剂一般以氧化铝、硅铝、分子筛等耐熔氧化物为载体，以钼、钨、钴、镍等一种或几种为活性金属组分，有时催化剂中还可以含有磷、硅、氟、钛、锆、硼等助剂组分。一般在生产过程中得到的催化剂的金属组分是以氧化态存在的，而在加氢反应过程中，催化剂的活性金属组分处于硫化态(金属以硫化物形态存在：Co₉S₈、MoS₂、Ni₃S₂、WS₂等)时具有更高的反应性能，因此，在催化剂使用前需要将其预硫化转变为硫化态。然而，预硫化的效果与催化性能关系密切，预硫化的方法和过程控制均很重要。

现有技术加氢催化剂预硫化方法主要包括两类：器内预硫化和器外预硫化。器内预硫化是将催化剂装填进反应器，然后引入硫化剂进行硫化，这是较经常采用的方法，其不足之处主要是时间较长，影响生产装置的生产效率。催化剂器外预硫化是指装填前，催化剂已被硫化或硫化剂已经存在，装填到反应器内后无需引入硫化剂的方法。器外预硫化的主要优点在于装置开工时间短，提高装置的生产效率。

器外预硫化技术是将催化剂上的金属完全转变为硫化态，然后钝化使用；或是催化剂在装填到反应器前添加硫化剂，然后在反应器内将活性金属转化为硫化态。尽管这种方法制备、储存、运输和装填均较为容易，但存在的主要问题是硫化剂难于与催化剂金属充分作用，将含硫化剂的预硫化催化剂装入反应器后的活化过程中，易引起硫化剂流失以及反应集中放热问题。

加氢催化剂器外预硫化选择的硫化剂一般包括元素硫、有机硫化物、无机硫化物以及上述混合物，加入方式和处理方法也各有不同，因此其预硫化效果也各有不同。由于元素硫的成本低、利用率高，许多技术使用元素硫为硫化剂。使用元素硫时，在现有技术中将元素硫引入催化剂的方式一般包括升华吸附、熔化浸渍、分散在有机溶液中浸渍、直接用固体元素硫粉末混合等。

USP4943547、USP5215954等将元素硫加入到高沸点油或有机溶剂中预先生成悬浮液再与新鲜催化剂作用，或在粉状元素硫与新鲜催化剂接触后用高沸点油或有机溶剂浸润。上述方法可以达到一定的持硫率，但存在催化剂在反应器内活化时集中放热的问题，持硫率还需进一步提高。USP6077803将元素硫和有机硫溶解在溶剂中，同时在稳定剂有机酸、硫醇或有机醇类存在的条件下，特别是在丙三醇或六碳糖为稳定剂条件下，将硫元素引入催化剂，但是不足之处是活化时仍存在集中放热现象。

USP5786293、USP5821191、EP352851等用无机硫化物为硫化剂，是一种无机聚合态硫化物，多采用将元素硫溶于(NH₃)₂S溶液中的方法制备。其主要不足是操作复杂，至少需二次浸渍才能达到一定的上硫量，而且最后一次干燥必须在惰性气氛中进行。

USP5017535、EP 329499、USP4725569、EP130850等专利使用硫醇、二甲基硫化物、二硫化碳和其它含碳原子1-20的有机硫化物作为硫化剂。USP5922638、USP5397756等使用元素硫和有机硫共同作为硫化剂。用有机硫化剂的主要问题是用量较大，价格较高，运输和装填过程存在一定问题。

CN1107539C先用烃化合物与催化剂接触，然后用氢和含硫化合物进行器外预硫化。由于有氢气存在和较高温度(其实施例为330℃)，硫化物分解产生硫化氢(实际上该专利直接使用硫化氢)，硫化氢与催化剂上的金属反应生成金属硫化物，这属于将催化剂完全预硫化的方法，得到的预硫化催化剂易于自燃，在储存、运输和装填等方面存在安全问题。CN1400056A用含有至少16个碳原子的含氧有机物涂覆含有硫化剂的预硫化催化剂，在175℃以上处理一段时间，然后用氢气活化，以减少催化剂的自加热，但并不能完全解决硫化态催化剂的自加热问题，催化剂的储存、运输、装填等仍存在一定的问题。USP6059956(CN1076635C)用含有烯烃或烯烃馏分组分如植物油存在下，将元素硫和有机多硫化物引入催化剂，然后用氢气活化，最后用含氧气体钝化，该钝化方法虽然可以提高催化剂活性，由于催化剂上金属为硫化态，该专利仍存在上述相同的问题。

在器外预硫化催化剂制备过程中，由于使用多种原料，并且多种原料的宏观物理性质相差较大，如元素硫为固体粉末状，溶剂为液相，催化剂为固体颗粒状等，这些物料在制备过程中的分散状况对反应有较大影响，并将影响最终催化剂的使用性能。因此，在器外预硫化催化剂的生产过程中，关键步骤生产设备的选择和设计是非常重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种活化放热均匀、持硫率高的器外预硫化加氢催化剂的制备方法。

本发明加氢催化剂应用前的处理方法，即在加氢催化剂使用前负载硫化剂的方法，具体过程包括如下步骤：

(1)取氧化态加氢催化剂，负载有机酸和/或有机氮化合物类物质，优选有机氮化合物类物质，有机酸和/或有机氮化合物类物质负载量为催化剂重量的0.5％～20％，优选为2.0％～10％。

(2)步骤(1)含有机酸和/或有机氮化合物类物质的加氢催化剂负载有机溶剂和元素硫(即单质硫)，硫的负载量为加氢催化剂理论需硫量的30％～150％，优选为55％～120％，最优选60％～105％。有机溶剂的用量是加氢催化剂重量的0.1％～50％，优选2％～45％，更优选15％～30％。上述过程可以得到含硫化剂的加氢催化剂。

(3)将步骤(2)得到的含硫化剂的加氢催化剂进行加热处理。加热处理是在100～300℃下处理1～48小时。加热处理采用旋转式热处理设备，实现物料在动态下热处理。旋转式热处理设备可以包括间歇式旋转热处理设备，或连续式旋转热处理设备。连续式旋转热处理设备例如螺旋式回转热处理器等。间歇式旋转热处理设备例如旋转式热处理容器，旋转轴线为水平线或与水平线呈小于60°的角度，优选小于45°的角度，在旋转热处理容器上可以设1～5个带盖的开口，用于投入和排出物料。

上述步骤(1)中，氧化态的加氢催化剂可以是常规的加氢催化剂，如加氢精制催化剂、加氢处理催化剂、加氢裂化催化剂等。一般以耐熔无机氧化物为载体，如氧化铝、氧化硅、无定型硅铝、氧化钛、分子筛、以及各几种元素的复合氧化物或混合氧载体等，活性金属组分一般为W、Mo、Ni和Co中的一种或几种，同时可以含有助剂。加氢催化剂载体、活性金属组分及助剂的选择和用量可以按照本领域一般知识根据应用的需要具体确定。

步骤(1)中使用的有机酸可以是含有2～25个碳原子的有机羧酸，优选含有4～18个碳原子的有机羧酸，可以是一元酸也可以是二元酸、三元酸等，如乙酸、乙二酸、乙二胺四乙酸、壬酸、柠檬酸、水杨酸、苹果酸、月桂酸、琥珀酸、酒石酸、醋酸乙烯、丁二烯酸、葡萄酸、麦芽酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、软脂酸、乳酸、12-羟基硬脂酸、3，4，5-三甲氧基苯甲酸等中的一种或几种。使用的有机氮化合物可以是含有1～15个碳原子的有机氮化合物，优选含有2～10个碳原子的有机氮化合物，如烃基胺类物质、醇胺类物质、氨基酸类物质、有机铵盐类物质、酰胺类物质等中的一种或几种，具体物质如乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、三乙胺、2—环己二胺、1，3—丙二胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、叔丁胺、十二胺、三辛胺、三异丙酸铵、N，N-二乙基乙醇胺、氨基壬酸、氨基乙酸、次氨基三乙酸、N，N-二乙基羟胺、N-甲基二乙醇胺、乙二酸铵、六亚甲基四胺、二甲氨基二硫代甲酸铵、N，N-二异丙基乙醇胺、碳酰胺、乙酰苯胺、N，N-二羟乙基苯胺、硫脲、氨基脲、谷氨酸、硫氰化铵，以及与上述物质结构相近的其它物质中的一种或几种。优选同时含有氮和氧的有机物。有机酸和有机氮化合物可以单独使用，也可以混合使用，混合比例没有限制。同时使用时，也可以将有机氮化合物在此步骤中加入，有机酸加入步骤(2)中的有机溶剂中。

步骤(1)中有机酸和/或有机氮化合物的负载方法可以采用浸渍法，可以直接将有机氮化合物和/或有机酸引入加氢催化剂上，也可以将有机酸和/或有机氮化合物配制成水溶液、氨水溶液或有机溶液，然后浸渍加氢催化剂，经干燥除去水、氨水或有机溶剂得到负载有机酸和/或有机氮化合物的加氢催化剂。氨水浓度一般不需限制，能顺利溶解所选择物质即可，一般重量浓度为0.1％～25％。有机溶剂一般是沸点较低(如低于100℃)的可溶解上述物质的有机溶剂，如乙醇、甲醇、乙醚、苯、四氯化碳等，可以根据需溶解的有机物按本领域一般知识选择确定。干燥的条件为在温度80℃～200℃烘干，优选在80℃～140℃之间，干燥时间控制在1～20小时，优选2～8小时。后者负载方法更易于使有机酸和/或有机氮化合物均匀分散在加氢催化剂上，是优选的方案。也可以同时添加适量可溶于上述物质或溶液的含硫化合物，如硫化铵等，其用量一般为催化剂总重量的0.01％～5％。

步骤(2)所述的加氢催化剂理论需硫量为催化剂上所含金属组分转化为硫化物(Co₉S₈、MoS₂、Ni₃S₂、WS₂)时需要硫的量。

步骤(2)中的有机溶剂和元素硫的负载方法可以采用现有技术中任何一种方式如：(1)元素硫先负到催化剂上，然后浸渍有机溶剂；(2)元素硫分散在有机溶剂中，然后共同引入到催化剂上。优选本发明的技术方案：先将有机溶剂浸渍到催化剂上，然后引入元素硫。

步骤(2)中所述的有机溶剂可以采用本领域常用的一些有机溶剂，如烃油、有机羧酸酯中的一种或几种。烃油一般可以来自各种石脑油、汽油、煤油、柴油、灯油、白油、润滑油基础油、直馏和减压的重质馏分油等中的一种或几种，最好是二次加工得到的烃油，如催化裂化、热裂化等工艺得到的上述烃油。有机羧酸酯可以是含有6～60个碳原子的有机羧酸酯类，优选脂肪酸甘油酯。如芝麻油、红花籽油、玉米油，棉籽油、花生油、菜籽油、豆油、核桃油、椰子油、橄榄油、葵花籽油、猪油、乙酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、环己酸异丙酯、六亚甲基-1，6二异氰酸酯、磷酸三乙酯、苯乙酸甲酯、苯乙酸异丁酯、对苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丁酯，以及同类其它有机羧酸酯等中的一种或几种。烃油、有机羧酸酯可以单独使用，也可以混合使用，如果混合使用其重量比可以为1:10～10:1(烃油：有机羧酸酯)。优选混合使用，这样可以更有利于解决集中放热问题。有机溶剂中可以添加适量的含硫有机物，如砜类物质、硫醇类物质、秋兰姆类物质、有机多硫化物等一种或几种，用量一般为催化剂重量的0.01％～5％。有机硫化物也可以与有机酸或有机氮化合物类物质同时引入到催化剂上，或在引入元素硫之前或之后单独引入到催化剂上。

步骤(3)所述的加热预处理是将步骤(2)得到的负载了有机酸和/或有机氮化合物、元素硫和有机溶剂的加氢催化剂在100～300℃下处理1～48小时。预处理时可以采用绝对压力为0.05～1MPa压力条件，一般可以在常压下进行。加热预处理可以是惰性气体环境，也可以是氧含量为0.1v％～30v％的有氧气氛，可以采用流动气氛，但一般不需要强制流动气氛，采用不流动气氛或自然流动气氛即可。步骤(3)所使用的旋转式热处理设备可以根据器外预硫化催化剂生产的规模选择现有的热处理设备，也可以设计制造相关设备。

本发明加氢催化剂器外预硫化过程中，首先在氧化态催化剂表面负载少量的有机酸和/或有机氮化合物，然后负载元素硫和有机溶剂，最后进行加热预处理，经实验表明，这样处理过程得到的含有硫化剂的预硫化催化剂在使用活化过程中，具有持硫率高、不产生集中放热、催化剂性能高等使用效果。其中用溶液浸渍法负载有机酸和/或有机氮化合物，可能原因是负载的物质在催化剂上分布更加均匀。实验表明，采用本发明进行催化剂预处理对提高持硫率和集中放热问题都有利的影响，特别是可以有效解决催化剂活化时的集中放热问题。其中使用同时含氧和氮的有机物对提高催化剂的持硫率和减缓集中放热现象更为有利，效果更突出。负载元素硫时采用本发明的先浸渍有机溶剂，然后负载元素硫的方法，可以进一步解决现有技术持硫率低和集中放热现象。负载硫化剂后进行预加热处理，可以进一步加强硫化剂与催化剂的结合作用，还可能发生部分反应，放出部分热量，因此进一步解决了含硫化剂预硫化催化剂在反应器内活化时的硫流失和集中放热问题。本发明方法得到的含硫化剂加氢催化剂不具有自燃性，易于储存、运输和使用。

采用本发明进行催化剂预处理，能够充分提高催化剂的硫化效果，进而提高催化剂的加氢反应性能，如提高催化剂的加氢脱硫活性、加氢脱氮活性，以及其他如加氢饱和等性能等。采用本发明进行催化剂预处理，使得催化剂的上述等加氢性能明显优于通常器内硫化方法硫化的催化剂。

采用本发明方法，特别是采用旋转式热处理设备，实现物料在动态下热处理，即在热处理的同时实现物料的搅拌，使物料均匀充分接触。避免了因不同原料宏观性质相差太大而造成的物料混合不均，避免了器外预硫化催化剂产品性质的不均一，使每粒器外催化剂产品均获得了充分良好的预硫化处理。进而有效地避免了在催化剂活化过程中，因部分催化剂未充分预硫化处理而造成的硫流失及集中放热现象。

附图说明

图1是本发明实施例2得到的含硫化剂加氢催化剂EPRES-2活化时的催化剂床层入口和出口温差曲线。

图2是本发明比较例1得到的含硫化剂加氢催化剂C1-EPRES-2活化时的催化剂床层入口和出口温差曲线。

图3是本发明器外预硫化催化剂热处理使用的双锥形旋转热处理容器简化结构示意图。

图4是本发明器外预硫化催化剂热处理使用的螺旋式回转热处理器简化结构示意图。

具体实施方式

图3所示为双锥形旋转热处理容器，结构较为简单，中间为柱形筒体，两端为缩径结构，缩径端设置物料进出口。筒体及缩径部分的横截面可以为圆形、多边形等适宜形状。筒体可以采用电加热形式，也可以采用夹套式结构，夹套内设置加热热源，如蒸气、油浴等。筒体内也可以设置加热装置，如加热棒、加热管等，但一般不需要。在柱形筒体径向设置转动轴，使热处理器可以旋转操作，旋转速度一般为0.5～30转/分。缩径的两单端或一端设置物料进出口。具体结构可以与现有的回转真空干燥机相同。这类结构的热处理器采用间歇式操作，其优点是物料混合充分，热处理时间和温度易于控制和调整。

图4所示为螺旋式回转热处理器，主要结构包括内部带有螺旋形沟槽的圆柱形筒体，筒体可以绕轴线做旋转运动，筒内的螺旋形沟槽可以起到推动物料向前移动的作用，同时可以起到一定的搅拌作用。筒外可以采用电加热或夹套加热等形式。具体结构可以与现有的回转式连续干燥器相同。这类结构热处理器的优点是可以实现连续化生产。

热处理器的具体结构参数可以根据器外预硫化催化剂生产的规模及工艺参数具体确定。

下面选择现有加氢催化剂进行器外预硫化处理，进一步说明本发明方法的过程和效果，但并不限制本发明的范围。未指明热处理气氛的为空气条件下常压。

实施例1

选择商业加氢脱硫催化剂FH-5A(抚顺石油化工研究院研制，温州华华集团公司生产)，主要组成和性质见表1。

具体预硫化处理过程如下：

1、将柠檬酸水溶液(含柠檬酸20wt％)饱和浸渍在氧化态FH-5A催化剂上，柠檬酸加入量为催化剂重量的9.6％，然后在110℃干燥3小时，蒸发掉水分，得到负载柠檬酸的催化剂。

2、将熔化的元素硫引入步骤1得到的含柠檬酸的催化剂，元素硫的引入量为催化剂理论需硫量的100％。然后与焦化柴油混合，其用量是催化剂重量的20％。

3、步骤2得到的催化剂在常压、氮气流动气氛(氮气量15L/L催化剂·小时)、260℃下处理2小时，得到最终含有硫化剂的加氢精制催化剂EPRES-1。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为10转/分。

实施例2

氧化态催化剂与实施例1相同，为FH-5A。

具体预硫化处理过程如下：

1、将三乙胺均匀浸载在氧化态FH-5A催化剂上，三乙胺加入量为催化剂重量的7％，得到负载三乙胺的催化剂。

2、将元素硫分散在催化裂化汽油和菜籽油体积比为7∶1的溶剂中，溶剂用量是催化剂重量的20％，元素硫用量为催化剂含金属理论需硫量的95％，分散了元素硫的溶剂喷浸在步骤1得到的负载三乙胺的催化剂。

3、步骤2得到的催化剂在常压、不流动空气气氛、160℃下处理5小时，得到最终含有硫化剂的加氢精制催化剂EPRES-2。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为2转/分。

比较例1

按实施例2的方法，取消第1步，第2、3步也实施例2相同，得到含有硫化剂的加氢精制催化剂C1-EPRES-2。

比较例2

按比较例1的方法，热处理方式采用常规的托盘，在烘箱中进行，得到含硫化剂的加氢精制催化剂C2-EPRES-2。

实施例3

氧化态催化剂与实施例1相同，为FH-5A。

具体预硫化处理过程如下：

1、将三乙胺和葡萄酸按重量比4：1溶解于含氨8wt％的氨水中，用该溶液浸渍氧化态催化剂，上述物质用量为催化剂重量的10％，然后在130℃下干燥4小时，得到含有混合有机物添加剂的催化剂。

2、将元素硫分散在减压馏分油和花生油体积比为1：2的溶剂中，溶剂用量为催化剂重量的45％，元素硫用量为催化剂含金属理论需硫量的90％，分散了元素硫的溶剂喷浸在步骤1得到的步骤1得到的催化剂上。

3、步骤2得到的催化剂在常压、不流动空气气氛、190℃下处理4小时，得到最终含有硫化剂的加氢精制催化剂EPRES-3。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为4转/分。

实施例4

选择商业加氢脱硫催化剂FH-DS(抚顺石油化工研究院研制，温州华华集团公司生产)，主要组成和性质见表2。

具体预硫化处理过程如下：

1、将氨基乙酸水溶液(含氨基乙酸2.0wt％)均匀浸渍在氧化态FH-DS催化剂上，氨基乙酸加入量为催化剂重量的1％，然后在110℃干燥3小时，蒸发掉水分，得到负载氨基乙酸的催化剂。

2、将熔化的元素硫引入步骤1得到的含氨基乙酸的催化剂，元素硫的引入量为催化剂理论需硫量的115％。然后加入乙酸正丁酯、苯乙酸甲酯、催化裂化柴油重量比为1：1：8的混合物中，其用量为催化剂重量的30％。

3、步骤2得到的催化剂在常压、不流动空气气氛、200℃下处理4小时，得到最终含有硫化剂的加氢精制催化剂EPRES-4。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为5转/分。

实施例5

氧化态催化剂与实施例4相同，为FH-DS。

具体预硫化处理过程如下：

1、将丁二烯酸、叔丁胺和碳酰胺按重量比1：2：1混合并制备其水溶液，用该溶液浸渍氧化态催化剂，上述物质用量为催化剂重量的2.7％，然后在120℃下干燥6小时，得到含有混合有机物添加剂的催化剂。

2、将元素硫分散在煤油和1，4-丁二醇二丙烯酸酯体积比为1:2的溶剂中，溶剂用量为催化剂重量的40％，元素硫用量为催化剂含金属理论需硫量的125％，分散了元素硫的溶剂喷浸在步骤1得到的步骤1得到的催化剂上。

3、步骤2得到的催化剂在常压、不流动空气气氛、255℃下处理4小时，得到最终含有硫化剂的加氢精制催化剂EPRES-5。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为15转/分。

实施例6

选择商业重质油加氢处理催化剂3996(抚顺石油化工研究院研制，抚顺石化公司催化剂厂生产)，主要组成和性质见表3。

具体预硫化处理过程如下：

1、将三乙醇胺和N，N-二乙氨基乙醇重量比2：1的混合物溶解于含氨5wt％的氨水中，溶液中含有硫化铵，硫化铵用量占催化剂重量的1.5％。用该溶液浸渍氧化态催化剂，上述有机氮化合物用量为催化剂重量的2.5％，然后在150℃下干燥4小时，得到含有混合有机氮化合物的催化剂。

2、用花生油和猪油重量比3：1的混合物酯渍步骤1得到的含有机氮化合物的催化剂，混合酯的用量为催化剂重量的1％，然后在密闭容器内将升华的元素硫引入到催化剂上，元素硫的用量为催化剂金属理论需硫量的50％。

3、步骤2得到的催化剂在绝对压力0.08MPa，自然流动的空气气氛，160℃下处理5小时，得到最终含有硫化剂的加氢处理催化剂EPRES-6。热处理设备采用图4所述螺旋式回转热处理器，连续进料，连续出料。

实施例7

使用实施例6所述的重油加氢处理催化剂。

具体预硫化处理过程如下：

1、将三乙烯二胺溶于乙醇中，重量浓度为20％，用该溶液喷浸氧化态催化剂，三乙烯二胺用量为催化剂重量的7％，然后在175℃下蒸发3小时，得到含有三乙烯二胺的催化剂。

2、用花生油和150号基础润滑油重量比8:1的混合溶剂浸渍步骤1得到的催化剂，混合溶剂的用量为催化剂重量的10％，混合溶剂中含有二硫化四甲基秋兰姆，用量为催化剂重量的0.2％。然后将熔化的元素硫引入到催化剂上，元素硫的用量为催化剂金属理论需硫量的110％。

3、步骤2得到的催化剂在密闭容器内氮气气氛，绝对压力0.5MPa，240℃下处理4小时，得到最终含有硫化剂的加氢处理催化剂EPRES-7。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为8转/分。

实施例8

商业加氢裂化催化剂3974(抚顺石油化工研究院研制，抚顺石化公司催化剂厂产生)，主要性质见表4。

具体预硫化处理过程如下：

1、将乳酸、油酸重量比1：1混合物溶于乙醇中，重量浓度为15％，用该溶液喷浸氧化态催化剂，酸的用量为催化剂重量的14％，然后在95℃下干燥6小时蒸发掉乙醇，得到含有有机酸的催化剂。

2、将熔化的元素硫引入到步骤1得到的催化剂上，元素硫的用量为催化剂金属理论需硫量的105％，然后用豆油和催化裂化柴油重量比2：1的混合溶剂浸渍，混合溶剂的用量为催化剂重量的5％。

3、步骤2得到的催化剂在常压、氧含量为2v％的不流动气氛，180℃下处理3小时，得到最终含有硫化剂的加氢裂化催化剂EPRES-8。热处理设备采用图3所述的双锥形旋转热处理器，转速为3转/分。

上述各实施例和比较例得到的含硫化剂的加氢催化剂进行持硫率和活化处理。持硫率测试条件为：压力4.3MPa，温度145℃，H2/柴油(性质见表6)体积比为360，液时体积空速为3.5h^-1，恒温6小时。持硫率为经过上述处理后保留的硫占初始硫的重量百分比。具体结果见表5。

各实施例和比较例得到含硫化剂加氢催化剂活化处理过程和条件为：在固定床反应器中进行，催化剂床层高度为800mm，压力4.3MPa，柴油(性质见表5)液时体积空速2.0h^-1，H₂/柴油体积比540：1，110℃开始进柴油，以平均升温速度27℃/h将反应器入口温度升至340℃(升温过程入口温度控制可参见图1)，然后在340℃恒温8小时，活化结束。各含硫催化剂活化过程中床层出口与入口最大温升结果见表7。催化剂EPRES-2升温过程入口和出口温度曲线见图1，比较例催化剂C-EPRES-2升温过程入口和出口温度曲线见图2。

EPRES-2和C-EPRES-2用于柴油馏分加氢时的效果对比见表8。

表1 FH-5A加氢脱硫催化剂主要组成和性质

 

催化剂	氧化态FH-5A
		载体	γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
活性金属组成/wt％
		MoO<sub>3</sub>	24.3
NiO	4.2
		助剂SiO<sub>2</sub>/wt％	10.1
孔容/ml·g<sup>-1</sup>	0.4
		比表面积/m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>	190

表2 FH-DS加氢脱硫催化剂主要组成和性质

 

催化剂	氧化态FH-DS
		载体	γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
活性金属组成/wt％
		WO<sub>3</sub>	19.3
MoO<sub>3</sub>	6.7
		NiO	2.2
CoO	3.4
		孔容/ml·g<sup>-1</sup>	0.32
比表面积/m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>	170

表3 重油加氢处理催化剂3996主要组成及性质

 

催化剂	氧化态3996
		载体	γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
活性金属组成/wt％
		MoO<sub>3</sub>	23.9
NiO	4.2
		助剂P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/wt％	3.8
孔容/ml·g<sup>-1</sup>	0.35
		比表面积/m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>	173

表4 加氢裂化催化剂3974主要性质和组成

 

催化剂	氧化态3974
		载体/wt％
γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	余量
		无定型硅铝(SiO<sub>2</sub>重量含量40％)	35
改性Y分子筛(SiO<sub>2</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>摩尔比13)	15
		活性金属组成/wt％
WO<sub>3</sub>	28.2
		NiO	4.2
孔容/ml·g<sup>-1</sup>	0.40
		比表面积/m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>	240

表5 实施例和比较例含硫化剂加氢催化剂持硫率

 

序号	含硫催化剂	持硫率，％
			实施例1	EPRES-1	72.8
实施例2	EPRES-2	74.1
			比较例1	C1-EPRES-2	57.7
比较例2	C2-EPRES-2	52.5
			实施例3	EPRES-3	68.5
实施例4	EPRES-4	73.7
			实施例5	EPRES-5	70.0
实施例6	EPRES-6	79.1
			实施例7	EPRES-7	69.8
实施例8	EPRES-8	70.2

表6 持硫率测试和活化过程用柴油性质

 

原料油	柴油
		密度(20℃)/kg·m<sup>-3</sup>	0.8305
终馏点/℃	352
		硫/μg·g<sup>-1</sup>	687
氮/μg·g<sup>-1</sup>	116.7
		酸度/mgKOH·(100mL)<sup>-1</sup>	5.53

表7 实施例和比较例含硫化剂加氢催化剂活化时床层最大温升

 

序号	含硫催化剂	活化时最大床层温升，℃
			实施例1	EPRES-1	11.4
实施例2	EPRES-2	9.2
			比较例1	C1-EPRES-2	25.5
比较例2	C2-EPRES-2	29.3
			实施例3	EPRES-3	9.5
实施例4	EPRES-4	15.2
			实施例5	EPRES-5	10.1
实施例6	EPRES-6	11.7
			实施例7	EPRES-7	13.5
实施例8	EPRES-8	12.2

表8 EPRES-2和C-EPRES-2用于柴油馏分加氢的条件和效果

Claims (18)

1、一种加氢催化剂应用前的处理方法，包括如下步骤：

(1)取氧化态加氢催化剂，负载有机酸和/或有机氮化合物类物质，有机酸和/或有机氮化合物类物质负载量为催化剂重量的0.5％～20％；

(2)步骤(1)含有机酸和/或有机氮化合物类物质的加氢催化剂负载有机溶剂和元素硫，硫的负载量为加氢催化剂理论需硫量的30％～150％，有机溶剂的用量是加氢催化剂重量的0.1％～50％，得到含有硫的加氢催化剂；

(3)步骤(2)所述得到的含有硫的加氢催化剂进行加热处理，加热处理采用旋转式热处理设备，实现物料在动态下热处理；

步骤(1)所述的有机酸为是含有2～25个碳原子的有机羧酸，有机氮化合物是含有1～15个碳原子的有机氮化合物。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的旋转式热处理设备包括间歇式旋转热处理设备，或连续式旋转热处理设备。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述的有机酸和/或有机氮化合物类物质负载量为催化剂重量的2.0％～10％；步骤(2)所述的元素硫负载量为加氢催化剂理论需硫量的55％～120％，有机溶剂的用量是加氢催化剂重量的2％～45％。

4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的加氢催化剂以耐熔无机氧化物为载体，活性金属组分为W、Mo、Ni和Co中的一种或几种。

5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述的有机酸为含有4～18个碳原子的有机羧酸，有机氮化合物是含有2～10个碳原子的有机氮化合物。

6、按照权利要求5所述的方法，其特征在于所述的有机氮化合物为烃基胺类物质、醇胺类物质、氨基酸类物质、有机铵盐类物质、酰胺类物质中的一种或几种。

7、按照权利要求1或5所述的方法，其特征在于所述的有机氮化合物为同时含有氮和氧的有机物。

8、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中有机酸和/或有机氮化合物的负载方法采用浸渍法，或直接将有机氮化合物和/或有机酸引入加氢催化剂上；采用浸渍法的操作过程为：将有机酸和/或有机氮化合物配制成水溶液、氨水溶液或有机溶液，然后浸渍加氢催化剂，经干燥除去水、氨水或有机溶剂得到负载有机酸和/或有机氮化合物的加氢催化剂。

9、按照权利要求8所述的方法，其特征在于所述的干燥条件为在温度80℃～200℃烘干，干燥时间控制在1～20小时。

10、按照权利要求8所述的方法，其特征在于在负载有机酸和/或有机氮化合物的同时添加可溶于上述物质或溶液的含硫化合物，用量为催化剂总重量的0.01％～5％。

11、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中的有机溶剂和元素硫的负载方法采用下面方法之一：(1)元素硫先负到催化剂上，然后浸渍有机溶剂；(2)元素硫分散在有机溶剂中，然后共同引入到催化剂上；(3)先将有机溶剂浸渍到催化剂上，然后引入元素硫。

12、按照权利要求1或11所述的方法，其特征在于步骤(2)所述的有机溶剂为烃油和有机羧酸酯中的一种或几种的混合物。

13、按照权利要求12所述的方法，其特征在于所述的烃油来自石脑油、汽油、煤油、柴油、白油、灯油、润滑油基础油、直馏和减压的重质馏分油等中的一种或几种，有机羧酸酯是含有6～60个碳原子的有机羧酸酯。

14、按照权利要求12所述的方法，其特征在于所述的有机溶剂中添加砜类物质、硫醇类物质、秋兰姆类物质、有机多硫化物中一种或几种含硫有机物，用量为催化剂重量的0.01％～5％；或者有机硫化物与有机酸或有机氮化合物类物质同时引入到催化剂上，或在引入元素硫之前或之后单独引入到催化剂上。

15、按照权利要求12所述的方法，其特征在于所述的烃油和有机羧酸酯混合使用，烃油和有机羧酸酯的重量比值为1:10～10:1。

16、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的加热处理是将负载了有机酸和/或有机氮化合物、元素硫和有机溶剂的加氢催化剂在100～300℃下处理1～48小时。

17、按照权利要求16所述的方法，其特征在于所述的加热预处理时采用绝对压力为0.05～1MPa压力条件，加热预处理是惰性气体环境，或氧含量为0.1v％～30v％的有氧气氛。

18、按照权利要求2所述方法，其特征在于所述的连续式旋转热处理设备选自螺旋式回转热处理器；所述的间歇式旋转热处理设备选自旋转式热处理容器，旋转轴线为水平线或与水平线呈小于60°的角度，在旋转热处理容器上设1～5个带盖的开口，用于投入和排出物料。

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