CN114471507B - 一种催化载体材料及其制法与催化材料和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化载体材料及其制法与催化材料和应用,所述载体材料的制备方法首先制备载体母球,然后与拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液接触进行处理,处理后得到载体前驱体;最后经干燥、焙烧后得到载体。还提供一种采用上述方法制备的载体材料,所述载体材料为空心氧化铝。所述催化载体材料具有空心结构,提高了催化材料和活性金属的利用率,所述催化材料具有堆比低、耐磨性能强、容金属能力高等优点,尤其适合于重油、渣油加氢催化领域。

Description

一种催化载体材料及其制法与催化材料和应用
技术领域
本发明属于催化材料技术领域,特别是涉及一种催化材料及其制备方法与应用。
背景技术
我国国内对汽柴油的需求比例发生了变化,但随着经济的持续发展,石油需求量仍逐年增加,对外依存度已经远远超过警戒线50%。并且我国进口的石油逐渐重质化、劣质化,如何有效利用石油中的渣油资源是解决能源问题、提高能源利用效率的关键。目前国内可用于加工劣质渣油的技术包括固定床渣油加氢技术和沸腾床渣油加氢技术,其中沸腾床渣油加氢技术包括引进的国外沸腾床技术和中石化自主开发的STRONG沸腾床渣油加氢技术。目前渣油加氢催化剂由于金属沉积不均匀造成孔道堵塞引起催化剂失活,严重影响渣油加氢装置运转周期,因此国内炼厂对渣油加氢技术提出了更高的要求,就是延长渣油固定床运转周期和降低沸腾床催化剂价格,这就对渣油加氢催化剂提出了更高的要求,其中催化载体材料的开发是关键。
专利CN104014328B公开了一种载体、基于该载体的渣油加氢催化剂及其制备方法。所述载体采用高岭土原土和扩孔剂在高温扩孔处理后,经酸洗、水洗、干燥后制得。载体孔径较大,其中半径为50-80nm的孔占孔总数的70%以上,比表面积可达120-220m2/g。该载体浸渍活性金属后与活化处理后的煤制活性炭或兰炭活性炭混合后,球磨2h后制得渣油加氢催化剂。该专利公开的催化剂具有较高的脱金属和脱硫活性,但载体的大孔在制备催化剂过程中经过长时间的球磨,其大孔比例会明显变小,催化剂内部的活性金属利用率降低,长周期稳定性会明显降低。
专利CN108421561B公开了一种重油加氢催化剂及其制备方法和重油加氢处理方法。该催化剂采用浸渍法将加氢金属活性组分的水溶性盐和有机络合剂负载到载体上,然后进行干燥、焙烧,得到半成品催化剂,然后以含有有机络合剂的溶液作为浸渍液,对半成品催化剂进行浸渍,然后进行干燥且不进行焙烧,制得成品催化剂。其用于重油加氢处理时,能够获得较高的脱金属率、脱残炭率和脱硫率。但该催化剂的孔容、孔径明显偏小,在长周期运转过程中,金属容易发生不均匀沉积,堵塞催化剂孔道,造成催化剂失活,影响装置长周期稳定运转。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足之处,本发明提供了一种催化载体材料及其制法与催化材料和应用,所述催化载体材料具有空心结构,缩短了反应物在催化材料内部的扩散路径,提高了催化材料和活性金属的利用率,所述催化材料具有堆比低、耐磨性能强、容金属能力高等优点,尤其适合于重油、渣油加氢催化领域。
本发明第一方面提供一种催化载体材料的制备方法,所述方法包括如下内容:
(1)成核物料以雾滴形态与通过载气携带的拟薄水铝石粉接触进行处理,处理后得到载体母球;
(2)将步骤(1)中得到的载体母球、拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液接触进行处理,处理后得到载体前驱体;
(3)步骤(2)得到的载体前驱体经干燥、焙烧后得到载体。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(1)中所述成核物料可以为含烃物料,所述含烃物料的初馏点大于350℃,优选大于450℃;所述成核物料具体可以是常压渣油、减压渣油、沥青、蜡油中的一种或几种。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(1)中所述载气可以为氮气、惰性气体中的一种或几种,优选为氮气;所述载气优选加热至温度为50~100℃。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(1)中所述处理可以在喷雾干燥设备、喷浸设备等设备中完成,优选采用喷雾干燥设备。对喷雾干燥设备的具体型号没有特别限定,可以采用本领域通用的喷雾干燥设备即可。所述处理过程具体如下:首先将成核物料加热至液态,所述加热温度为100~200℃,然后通过喷雾干燥设备中的第一进料口喷入形成小雾滴,并从第二进料口通过载气将拟薄水铝石粉喷入,优选第一进料口喷入的成核物料与第二进料口进入的拟薄水铝石粉为逆向接触。所述载气温度为50~100℃,处理后物料进一步经冷却后得到载体母球,所述冷却温度为20~40℃,冷却时间为1~4h。所述载体母体的粒径控制为0.2~0.8mm。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(1)中和步骤(2)中所述的拟薄水铝石粉可以采用市售商品,也可以按照现有文献或专利中公开的方法进行制备得到拟薄水铝石粉,比如采用沉淀法、醇铝水解法、无机盐溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等方法制备。步骤(1)中和步骤(2)中的拟薄水铝石分可以采用同一种拟薄水铝石粉,也可以采用不同种拟薄水铝石粉。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(2)中所述将步骤(1)中所得载体母球、拟薄水铝石粉和溶液接触进行处理可以采用滚球法、喷浸法实现,进一步的具体过程为:将载体母球在滚动过程中均匀地加入拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液,优选依次交替加入高分子聚合物溶液和拟薄水铝石粉,得到载体前驱体。步骤(2)中所述处理过程可以在滚球机、抛丸机等设备中实现,优选采用滚球机。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(2)中所述高分子聚合物溶液可以为淀粉、田菁粉、甲基纤维素中的一种或几种,优选为淀粉;所述高分子聚合物溶液是将高分子聚合物与水混合均匀得到,优选在40~60℃下混合。所述高分子聚合物的加入量为步骤(2)中拟薄水铝石粉干基重量的1~10wt%。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(3)中所述的干燥温度为60~90℃,干燥时间为3~12h。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(3)中所述的焙烧温度为200~1000℃,进一步优选包括两段焙烧,其中第一段焙烧温度为200~400℃,焙烧时间为0.5~3h;第二段焙烧温度为600~1000℃,优选为700~900℃;焙烧时间为1~5h。所述焙烧在含氧气氛条件下进行,所述含氧气氛可以为氧气、空气、或者氧气与其他气体的混合气,所述其他气体可以为氮气和/或惰性气体,所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或多种;所述混合气中氧气含量为20~80%。
上述催化载体材料的制备方法中,步骤(3)中所述的载体粒径为0.8~2.0mm。
本发明第二方面提供一种采用上述制备方法得到的催化材料载体,所述载体为空心氧化铝,所述载体材料的比表面积为120~300m2/g,孔容为0.60~1.0mL/g,吸水率为1.10~1.30mL/g。
本发明第三方面提供一种催化材料的制备方法,所述制备方法为向采用上面方法制备得到的催化载体材料上引入活性金属组分,经干燥焙烧后得到催化材料。
上述催化材料的制备方法中,对引入活性金属组分的方式没有限制,本领域技术人员根据实际需要可以采用本领域现有方法中的任一种,如可以采用混捏、共沉淀、浸渍等方式中的任一种,优选采用浸渍方式,可以是等体积浸渍,也可以是过量浸渍,可以是分步浸渍,也可是共浸渍。具体浸渍方法是本领域技术人员必备的基本技能,具体可以用加氢活性金属组分溶液浸渍载体后,经干燥和焙烧制成最终催化剂。催化剂制备方法是技术人员所熟知的。浸渍溶液一般通过用含第VIB族和/或第VIII族金属的化合物来制备,其溶液浓度可通过各化合物的用量来调节,从而制备指定活性组分含量的催化剂,溶液的配制方法为本领域技术人员所公知。将上述催化剂载体加入到过量的含活性金属组分的水溶液中浸渍,浸渍完成后蒸干溶液,再进一步经过干燥和焙烧处理得到催化材料。通常情况下干燥条件为:干燥温度为60℃~200℃,优选为90℃~160℃,干燥时间为0.5h~20h,优选为1h~6h;焙烧条件为:焙烧温度为300℃~700℃,优选为300℃~500℃,焙烧时间为0.5h~20h,优选为1h~6h。
本发明第四方面提供一种加氢催化剂的制备方法,所述制备方法如下:以含加氢金属组分的化合物、含磷化合物和水配制含加氢金属组分和P的水溶液;然后将得到的水溶液与前面得到的催化载体材料混合,混合均匀后进一步经干燥和焙烧后得到加氢催化剂。
上述加氢催化剂的制备方法中,所述含加氢金属组分的化合物为含第VIB族金属和/或第VIII族金属的化合物,所述含第VIB族金属的化合物可以为含钼化合物、含钨化合物中的一种或几种,所述含第VIII族金属的化合物为含镍化合物、含钴化合物中的一种或几种。所述含钼化合物可以为氧化钼和/或七钼酸铵;所述含镍化合物为碱式碳酸镍和/或硝酸镍;所述含钴化合物为碱式碳酸钴和/或硝酸钴。
上述加氢催化剂的制备方法中,所述含磷化合物可以为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸一氢铵中的一种或几种。
上述加氢催化剂的制备方法中,所述含加氢金属组分和P的水溶液中加氢金属组分的浓度为0.03~0.5g/mL(以加氢金属氧化物计),P的浓度为0.002~0.05 g/mL。可以采用本领域现有的方法进行配制。
上述加氢催化剂的制备方法中,所述干燥为在80~120℃下干燥4~12h。
上述加氢催化剂的制备方法中,所述焙烧温度为400~600℃,焙烧时间为1~5h。
上述加氢催化剂的制备方法中,还可以引入其它金属,如Fe、Zr、Ti、B、La、Ce中的一种或几种。
本发明第五方面提供一种采用上述制备方法得到的加氢催化剂,所述加氢催化剂包括加氢活性金属组分、助剂和载体,所述加氢活性金属组分为第VIB族金属和/或第VIII族金属中的一种或几种,所述助剂为磷,所述载体为空心氧化铝。
上述加氢催化剂中,以氧化物计并以催化剂为基准,所述含加氢活性金属的化合物在所述溶液的浓度和所述溶液的用量使最终催化剂中的第VIB族的金属组分的含量为2wt%~10wt%;所述第VIII族的金属组分的含量为0.5wt%~3wt%。
上述加氢催化剂中,其中第VIB族金属一般为Mo和/或W,第VIII族金属一般为Ni和/或Co。
上述加氢催化剂中,所述加氢金属组分进一步优选为Mo和Ni。
上述加氢催化剂中,所述催化剂载体上可以引入其它金属,如Zr、Ti、B、La、Ce中的一种或几种。
本发明第六方面提供一种含烃物料加氢工艺,所述工艺为将含烃物料与上述加氢催化剂接触进行反应。
上述加氢工艺中,所述含烃物料为常压渣油和/或减压渣油,优选为减压渣油。
上述加氢工艺中,所述反应条件为反应温度为400~430℃,反应压力12~18MPa,体积空速0.2~0.5h-1,氢油体积比400~800。
与现有技术相比,本发明提供的一种催化载体材料及其制法与催化材料和应用具有以下优点:
1、本发明催化载体材料的制备方法中,首先将成核原料加热成液态,打入喷雾干燥装置中变成小液滴,同时打入的拟薄水铝石粉会吸附在小液滴表面,并且逐渐长大,最后排出喷雾干燥装置后,小液滴在冷却后变成固态,得到载体母体。由于小液滴具有好的粘结性,使吸附上的拟薄水铝石粉具有更强的相互作用,提高了载体母体的强度。
2、本发明催化载体材料的制备方法中,采用滚球法制备载体前驱体过程中依次交替加入高分子聚合物溶液和拟薄水铝石粉,首先高分子聚合物溶液会吸附在载体母球表面,增加载体母球的表面粘结性,然后加入拟薄水铝石粉会更加牢固的粘结在载体母球上。干燥过程中高分子聚合物会增强拟薄水铝石粉之间的粘结性,使拟薄水铝石粉之间作用力更强,制备的空心氧化铝载体具有更强的耐磨性能;同时在载体前驱体的焙烧过程中,高分子聚合物分解变成气体排放出去,对氧化铝载体也会起到扩孔作用。
3、本发明催化载体材料的制备方法中,载体前驱体在焙烧过程中,成核物质会完全燃烧,变成气体排放出去,制得内层为空心的氧化铝,同时排放出的气体对氧化铝也会起到扩孔作用,提高了大孔比例,使催化剂具有更高的容金属能力,保证装置长周期运转过程中催化剂的稳定性,尤其适用于重油、渣油加氢领域。
4、本发明催化材料的制备方法中,所制备的催化剂内部为空心,缩短了反应物在催化剂内部的扩散路径,使催化剂的内部孔道能够更好的被利用,提高了催化剂的利用率。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案和效果。本发明中,wt%为质量分数。
本发明中比表面积、孔容采用低温液氮物理吸附法测得,具体采用美国麦克公司ASAP2420型号的低温氮吸附仪器测得;具体过程:取少量样品在300℃下真空处理3~4h,最后将产品置于液氮低温(-200℃)条件下进行氮气吸-脱附测试。其中表面积根据BET方程得到,孔径分布根据BJH模型得到。
本发明中球形载体磨耗采用高速空气喷射法测试。该方法已被美国ASTM制定为小颗粒催化剂磨损性能测试标准,参见ASTM D5757-00(Standard Test Method forDetermination of Attrition and Abrasion of Powdered Catalysts by Air Jets)。其基本原理为,在高速气流的作用下,催化剂颗粒呈流化状态,颗粒间及颗粒与器壁间摩擦产生细粉,单位质量催化剂在单位时间内产生的细粉量,即磨损指数(磨耗)作为评价催化剂抗磨损性能的指标。
本发明中载体的吸水率的测量方法是:将载体(以重量计)在水(以体积计)中浸渍2小时,载体(以重量g计)与水(以体积ml计)的比为1:3,之后将吸水后的载体与水分离,计算载体的吸水体积,载体吸水率=载体吸水体积/载体重量。
实施例1
(1)载体制备
将500g初馏点大于450℃的减压渣油加热到120℃,通过喷雾干燥设备中的第一进料口0.2mm喷嘴向下喷入,形成直径为0.3mm左右小雾滴,从第二进料口通过温度为60℃的氮气将600g拟薄水铝石粉(600℃焙烧,干基70%,比表面300m2/g,孔容1.0mL/g)向上喷入,第一进料口喷入的成核物料与第二进料口进入的拟薄水铝石粉发生逆向接触,处理后物料在喷雾干燥设备底部卸出后,在30℃下进一步冷却2h,得到粒径为0.3~0.4mm的载体母球。
将100g载体母球放到滚球机中,在滚动过程中依次交替喷入含有42g淀粉的2400mL 水溶液和3000g拟薄水铝石粉(干基70%,600℃测得),滚球机转速为35转/分,成球完毕后,得到载体前驱体。将载体前驱体在60℃干燥8h,然后在300℃焙烧时间为1h,800℃焙烧3h,制得0.8~1.0mm空心球形氧化铝载体,其中内部空心部分直径为0.2~0.3mm。载体性质列于表1。
(2)催化剂制备
将1.86g磷酸H3PO4(浓度85 wt%)溶于100mL水中,然后加入4.04g三氧化钼和1.85g碱式碳酸镍,升温至100℃并搅拌回流2.0h,过滤后定容为150mL,即得Mo-Ni-P水溶液。
将Mo-Ni-P水溶液全部加入到93.8g所制备的载体中,混合均匀后静置3h,然后在70℃搅拌至溶液蒸干,将所得样品在110℃干燥4h,在空气气氛下450℃焙烧3h,得到催化剂,其中MoO3含量为4.0wt%,NiO含量为1.0wt%,P2O5含量为1.2wt%。催化剂的磨耗数据见表2。
(3)催化剂评价
采用高压釜对催化剂进行活性评价,所用的原料油性质见表3,评价条件为:反应压力15.0MPa,反应温度430℃,反应时间1h,油剂比13:1,评价结果见表4。
实施例2
(1)载体制备
将500g初馏点大于450℃的减压渣油加热到120℃,通过喷雾干燥设备中的第一进料口0.4mm喷嘴向下喷入,形成直径为0.5mm左右小雾滴,从第二进料口通过温度为60℃的氮气将800g拟薄水铝石粉(600℃焙烧,干基70%,比表面300m2/g,孔容1.0mL/g)向上喷入,第一进料口喷入的成核物料与第二进料口进入的拟薄水铝石粉发生逆向接触,处理后物料在喷雾干燥设备底部卸出后,在30℃下进一步冷却2h,得到粒径为0.5~0.6mm的载体母球。
将100g载体母球放到滚球机中,在滚动过程中依次交替喷入含有175g淀粉的4000mL 水溶液和5000g拟薄水铝石粉(干基70%,600℃测得),滚球机转速为35转/分,成球完毕后,得到载体前驱体。将载体前驱体在60℃干燥8h,然后在300℃焙烧时间为1h,800℃焙烧3h,制得1.3~1.5mm空心球形氧化铝载体,其中内部空心部分直径为0.4~0.5mm。载体性质列于表1。
(2)催化剂制备
将2.79g磷酸H3PO4(浓度85 wt%)溶于100mL水中,然后加入6.06g三氧化钼和2.78g碱式碳酸镍,升温至100℃并搅拌回流2.0h,过滤后定容为150mL,即得Mo-Ni-P水溶液。
将Mo-Ni-P水溶液全部加入到90.8g所制备的载体中,混合均匀后静置3h,然后在70℃搅拌至溶液蒸干,将所得样品在110℃干燥4h,在空气气氛下450℃焙烧3h,得到催化剂,其中MoO3含量为6.0wt%,NiO含量为1.5wt%,P2O5含量为1.7wt%。催化剂的磨耗数据见表2。
(3)催化剂评价
催化剂评价反应温度425℃,其余同实施例1,评价结果见表4。
实施例3
(1)载体制备
将500g初馏点大于450℃的减压渣油加热到120℃,通过喷雾干燥设备中的第一进料口0.6mm喷嘴向下喷入,形成直径为0.7mm左右小雾滴,从第二进料口通过温度为60℃的氮气将800g拟薄水铝石粉(600℃焙烧,干基70%,比表面300m2/g,孔容1.0mL/g)向上喷入,第一进料口喷入的成核物料与第二进料口进入的拟薄水铝石粉发生逆向接触,处理后物料在喷雾干燥设备底部卸出后,在30℃下进一步冷却2h,得到粒径为0.7~0.8mm的载体母球。
将100g载体母球放到滚球机中,在滚动过程中依次交替喷入含有235g淀粉的3360mL 水溶液和4200g拟薄水铝石粉(干基70%,600℃测得),滚球机转速为35转/分,成球完毕后,得到载体前驱体。将载体前驱体在60℃干燥8h,然后在300℃焙烧时间为1h,800℃焙烧3h,制得1.8~2.0mm空心球形氧化铝载体,其中内部空心部分直径为0.6~0.7mm。载体性质列于表1。
(2)催化剂制备
将3.72g磷酸H3PO4(浓度85 wt%)溶于100mL水中,然后加入8.08g三氧化钼和3.70g碱式碳酸镍,升温至100℃并搅拌回流2.0h,过滤后定容为150mL,即得Mo-Ni-P水溶液。
将Mo-Ni-P水溶液全部加入到87.7g所制备的载体中,混合均匀后静置3h,然后在70℃搅拌至溶液蒸干,将所得样品在110℃干燥4h,在空气气氛下450℃焙烧3h,得到催化剂,其中MoO3含量为8.0wt%,NiO含量为2.0wt%,P2O5含量为2.3wt%。催化剂的磨耗数据见表2。
(3)催化剂评价
催化剂评价反应温度420℃,其余同实施例1,评价结果见表4。
实施例4
在实施例1中,将三氧化钼改为6.06g,碱式碳酸镍改为2.78g,磷酸改为2.79g,其余同实施例1,制得催化剂,其中MoO3含量为6.0wt%,NiO含量为1.5wt%,P2O5含量为1.7wt%。催化剂的磨耗数据见表2。
催化剂评价同实施例1,评价结果见表4。
实施例5
在实施例1中,将三氧化钼改为8.08g,碱式碳酸镍改为3.70g,磷酸改为3.72g,其余同实施例1,制得催化剂,其中MoO3含量为8.0wt%,NiO含量为2.0wt%,P2O5含量为2.3wt%。催化剂的磨耗数据见表2。
催化剂评价同实施例1,评价结果见表4。
实施例6
在实施例1中,将碱式碳酸镍改为1.82g碱式碳酸钴,淀粉改为甲基纤维素,其余同实施例1,制得催化剂,其中MoO3含量为4.0wt%,CoO含量为1.0wt%,P2O5含量为1.2wt%。催化剂的磨耗数据见表2。
催化剂评价同实施例1,评价结果见表4。
实施例7
催化剂采用实施例1中催化剂。
采用小试加氢装置对催化剂进行长周期活性评价,所用的原料油性质见表3,评价条件为:反应压力15.0MPa,反应温度430℃,体积空速0.3h-1,氢油体积比600:1,运转时间1200h,评价结果见表5。
比较例1
(1)载体制备
采用与实施例1中相同拟薄水铝石粉(干基70%,600℃测得)1000g,在滚球机中成球,在滚动过程中喷入含有14g淀粉的800mL 水溶液,滚球机转速为35转/分,成球完毕后,得到载体前驱体。将载体前驱体在60℃干燥8h,然后在800℃焙烧3h,制得0.8~1.0mm球形氧化铝载体。载体性质列于表1。
(2)催化剂制备
将1.86g磷酸H3PO4(浓度85 wt%)溶于100mL水中,然后加入4.04g三氧化钼和1.85g碱式碳酸镍,升温至100℃并搅拌回流2.0h,过滤后定容为150mL,即得Mo-Ni-P水溶液。
将Mo-Ni-P水溶液全部加入到93.8g所制备的载体中,混合均匀后静置3h,然后在70℃搅拌至溶液蒸干,将所得样品在110℃干燥4h,在空气气氛下450℃焙烧3h,得到催化剂,其中MoO3含量为4.0wt%,NiO含量为1.0wt%,P2O5含量为1.2wt%。
(3)催化剂评价
催化剂评价同实施例1,所用催化剂体积相同,评价结果见表4。
比较例2
催化剂采用比较例1中催化剂。
催化剂评价同实施例7,所用催化剂体积相同,评价结果见表5。
表1载体的物化性质
表2催化剂的磨耗
表3 原料油性质
表4 催化剂评价结果
以比较例1的活性为100,其它与比较例活性比较后的评价结果见表4。与比较例1相比,实施例1 催化剂的脱金属活性略高,由于活性评价催化剂所用体积相同,实施例1催化剂堆比更低,催化剂所用质量更少,催化剂利用率更高。
表5 催化剂长周期评价结果
以比较例2的活性为100,其它与比较例活性比较后的评价结果见表5。实施例1催化剂的长周期评价结果脱金属率明显高于比较例1,催化剂使用体积相同,实施例1催化剂堆比更低,用量更少,催化剂利用率更高。

Claims (28)

1.一种催化载体材料的制备方法,所述方法包括如下内容:
(1)成核物料以雾滴形态与通过载气携带的拟薄水铝石粉接触进行处理,处理后得到载体母球;成核物料为含烃物料,所述含烃物料的初馏点大于350℃;
(2)将步骤(1)中得到的载体母球、拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液接触进行处理,处理后得到载体前驱体;高分子聚合物溶液为淀粉、田菁粉、甲基纤维素中的一种或几种;将步骤(1)中得到的载体母球、拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液接触进行处理采用滚球法实现,过程为将载体母球在滚动过程中均匀地加入拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液,得到载体前驱体;其中,均匀地加入拟薄水铝石粉和高分子聚合物溶液为依次交替加入高分子聚合物溶液和拟薄水铝石粉;
(3)步骤(2)得到的载体前驱体经干燥、焙烧后得到载体,焙烧温度为200~1000℃。
2.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中含烃物料的初馏点大于450℃。
3.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中成核物料为是常压渣油、减压渣油、沥青、蜡油中的一种或几种。
4.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中载气为氮气、惰性气体中的一种或几种。
5.按照权利要求1或4所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中载气为氮气;载气加热至温度为50~100℃。
6.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中所述处理在喷雾干燥设备、喷浸设备中完成。
7.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中处理过程如下:首先将成核物料加热至液态,加热温度为100~200℃,然后通过喷雾干燥设备中的第一进料口喷入形成小雾滴,并从第二进料口通过载气将拟薄水铝石粉喷入,处理后物料经冷却后得到载体母球,冷却温度为20~40℃,载体母体的粒径控制为0.2~0.8mm。
8.按照权利要求7所述催化载体材料的制备方法,其中,第一进料口喷入的成核物料与第二进料口进入的拟薄水铝石粉为逆向接触。
9.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(1)中和步骤(2)中的拟薄水铝石分采用同一种拟薄水铝石粉或者采用不同种拟薄水铝石粉。
10.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(2)中高分子聚合物溶液为淀粉。
11.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(2)中高分子聚合物溶液是将高分子聚合物与水在40~60℃下混合均匀得到;高分子聚合物的加入量为步骤(2)中拟薄水铝石粉干基重量的1~10wt%。
12.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(3)中的干燥温度为60~90℃,干燥时间为3~12h。
13.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(3)中的焙烧包括两段焙烧,其中第一段焙烧温度为200~400℃,焙烧时间为0.5~3h;第二段焙烧温度为600~1000℃,焙烧时间为1~5h。
14.按照权利要求13所述催化载体材料的制备方法,其中,第二段焙烧温度为700~900℃。
15.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(3)中焙烧在含氧气氛条件下进行,所述含氧气氛为氧气、空气或者氧气与其他气体的混合气,所述其他气体为氮气和/或惰性气体,所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或多种;所述混合气中氧气体积含量为20~80%。
16.按照权利要求1所述催化载体材料的制备方法,其中,步骤(3)中的载体粒径为0.8~2.0mm。
17.一种采用权利要求1-16中任一权利要求所述催化载体材料的制备方法得到的催化载体材料,催化载体材料为空心氧化铝,催化载体材料的比表面积为120~300m2/g,孔容为0.60~1.0mL/g,吸水率为1.10~1.30mL/g。
18.一种催化材料的制备方法,所述制备方法为向权利要求17所述的催化载体材料上引入活性金属组分,经干燥焙烧后得到催化材料。
19.一种加氢催化剂的制备方法,所述制备方法如下:以含加氢金属组分的化合物、含磷化合物和水配制含加氢金属组分和磷的水溶液;然后将得到的水溶液与权利要求17所述的催化载体材料混合,混合均匀后经干燥和焙烧后得到加氢催化剂。
20.按照权利要求19所述加氢催化剂的制备方法,其中,所述含加氢金属组分的化合物为含第VIB族金属和/或第VIII族金属的化合物,所述第VIB族金属的化合物为含钼化合物、含钨化合物中的一种或几种,所述第VIII族金属的化合物为含镍化合物、含钴化合物中的一种或几种。
21.按照权利要求19所述加氢催化剂的制备方法,其中,所述含磷化合物为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸一氢铵中的一种或几种。
22. 按照权利要求19所述加氢催化剂的制备方法,其中,所述含加氢金属组分和磷的水溶液中加氢金属组分的浓度为0.03~0.5g/mL,磷的浓度为0.002~0.05 g/mL。
23.按照权利要求19所述加氢催化剂的制备方法,其中,干燥为在80~120℃下干燥4~12h。
24.按照权利要求19所述加氢催化剂的制备方法,其中,焙烧温度为400~600℃,焙烧时间为1~5h。
25.一种采用权利要求19-24中任一权利要求所述制备方法得到的加氢催化剂,所述加氢催化剂包括加氢活性金属组分、助剂和载体,所述加氢活性金属组分为第VIB族金属和/或第VIII族金属中的一种或几种,所述助剂为磷,所述载体为空心氧化铝。
26.一种含烃物料加氢工艺,所述加氢工艺为将含烃物料与权利要求25所述的加氢催化剂接触进行反应。
27.按照权利要求26所述的加氢工艺,其中,所述含烃物料为常压渣油和/或减压渣油。
28.按照权利要求26所述的加氢工艺,其中,反应条件为反应温度为400~430℃,反应压力12~18MPa,体积空速0.2~0.5h-1,氢油体积比400~800。
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