空心－长圆形加氢处理用催化剂制造技术

具体用于扩散受限反应的加氢处理用催化剂，包括其中带有两个孔的，截面为长园形的挤压成型物．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及加氢处理催化剂，尤其是涉及扩散受限反应中使用的催化剂。迄今，人们已经制成了很多形状和尺寸的用于烃原料加氢处理的催化剂。“加氢处理”是指通常在催化剂存在下原料与氢（或者与含氢的混合物）反应。典型的加氢处理反应包括加氢脱硫、加氢脱氮、加氢除金属和加氢裂化，两种或者多种上述反应可能同时存在（于同一个反应器/或者在同一催化剂存在下）。过去，这些催化剂被制成球形或者圆柱形。但是，近年来为了获得更大的催化剂活性和更小的减活化速度，对催化剂的形状和尺寸做了改变。在对渣油、页岩油等二次原料进行加氢处理时，尤其如此，因为这需要更深度的加氢处理。人们知道，减小催化剂粒度导致催化剂活性增加。但是人们也知道，减小催化剂粒度会造成通过催化剂床的压力降增大。因此，在采用传统催化剂形状的条件下，存在一种可以合理采用的最小粒度。为了减小催化剂床的紧密堆积程度，人们提出使用形状不规则的催化剂。然而，这通常会导致损失催化剂床的催化效率，而且在工业上也未发现其好处。各种催化剂形状因此而提了出来。授予Foster的美国专利2，408，164中，公开的催化剂形状有实心和空心圆柱体、细长星形、带波纹形边缘的圆柱体等。在颁发给Montagna等人的美国专利-->3，997，426和颁发给Huang的美国专利4，441，990中也公开了类似的形状。授予Gustafson的美国专利3，966，644公开了三叶形催化剂。授予Hoekstra和Jacobs的美国专利3，674，680和3，764，565披露了各种形状的催化剂，目的在于消除催化剂表面上大于0.015英寸（0.38mm）的催化剂材料。颁发给Bare等人的美国专利3，347，798中披露了空心珠状催化剂;而授予Herrington等人的美国专利3，957，627中披露了两耳细颈形催化剂。授予Frayer等人的美国专利4，116，819和4，133，777中披露了凹槽圆柱形挤压物;而授予Gibson的美国专利4，391，740中，公开了具有“葫芦状长圆形”截面的挤压成型的催化剂。这些专利和在此申请中通篇参照的其它内容，现借此参照并入本文。最好提供一种适于石油加氢处理用的催化剂形状，而又能特别适于扩散受限反应制又容易的催化剂形状。首先，本专利技术提出一种烃加氢处理用催化剂，其中包括用催化剂材料挤压而成的细长型挤压物，所说的催化剂材料包括耐火的无机氧化物基质和至少一种从周期表Ⅳb族和Ⅷ族元素中选出的元素、其氧化物或者硫化物，这些元素的存在量（按被还原的元素计算）占该催化剂基质的5%至35%，所说的挤压物具有长圆形截面并且其中带有两个孔。其次，本专利技术提出一种使用本专利技术提出的催化剂加氢处理烃原料，尤其是蒸馏残油的方法。图1示出的是本专利技术的空心-长圆形催化剂的第一种具体实施方案，此催化剂的内外截面均呈长圆形。图2示出的是另一种具体实-->施方案，这种催化剂的外表面之一为椭圆形，内表面具有圆形截面。图3示出的是又一种具体实施方案，这种催化剂的外表面有两个脊状突起，内表面具有椭圆形截面。本专利技术的催化剂，一般可以描述成具有长圆形截面并且其中带有两个孔的挤压成型物。“长圆形”是指这样一种形状;它包括由直线部分连结的两个半圆、椭圆、椭圆球或者例如由“长圆形”这个词可以通俗描述的其它类似形状，即具有由两个曲率相对小的区域分开的、两个曲率相对较大区域的各种形状。曲率较大的区域和/或者曲率较小的区域不必是单一的曲线。在本文中所用的那个词的含义范围内，例如其角为圆形的矩形可以看作是一个长圆形，但角为圆形的正方形并不是长圆形。这种形状一般是（但不必是）相对于一个平面是双侧对称的，该平面一般靠近曲率较小区的中点，并且与之垂直;而且也可以是沿着一个与第一平面垂直又靠近曲率较大区中点并且通过其的第二平面两侧对称的。正如上面对该词定义时所指出的，两个孔可以有圆形或者长圆形截面。这两个孔的横截面形状、设计得既有最大的最称性，同时又保证该催化剂表面上两个孔之间具有适当厚度的催化剂材料，以便提供必要的强度。在曲率较小的区域上，可以设置脊状凸起，尤其是当这些区域是平的时更是如此，典型的脊状凸起从催化剂粒子一侧或者两侧的区域上向外凸出，具有半圆形截面。假如设置这种脊状凸起，它最好不要与孔重叠，但却重叠在两孔之间的催化剂材料上，这样，可以获得最大的强度。当存在脊状凸起时，这些凸起可以限制催化剂粒子互相靠近，以便限制催化剂的紧密堆积以及在装填的催化剂床中产生的与此-->有关的压力降增加。这些附图中展示了本专利技术的几种催化剂形状的实例。图1中的催化剂具有通俗地记作长圆形的外截面，实际上是由两条直线连结的两个半圆弧。两个孔也是长圆形的。这里的截面具有两个对称平面。图2中的催化剂具有一个平面和一个椭圆面，同时两个孔是圆形的，而且截面有一个对称平面。图3中的催化剂与图1类似，但是在长圆形外表面上设置有两个脊，定位于两个孔之间，而两个孔均为椭圆形。考虑到这里公开的内容之后，在这里清楚展示和/或者说明之外的那些催化剂形状，只要是本
中普通技术人员看来是显而易见的，都可以属于本专利技术公开的范围，这样的各种形状，将均被视为属于本专利技术范围之内。本专利技术的催化剂形状，在最大可能的程度上无锐角，是凸面或凹面，因而具有制造容易的明显优点，因为（a）简化了用于挤压催化剂的模板的制造，（b）减少了磨损（否则在锐角处特别容易产生磨损），以及（c）减小模板磨损时造成的催化剂挤压成型物形状上的变化。尺寸正如附图中所表明的那样，这些催化剂形状通常都可以外切于一个长方体中（矩形盒子），此长方体的长为L、宽为We、高为De，同时两个孔可以外切于一个L、Wi和Di的长方体。在挤压时，按一定长度切割挤压物以调节其长度L，也可以在制造时借助于挤压成型物的自然断裂改变其长度。We通常处于3-10mm范围内，最好为4.5至8mm;De通常为2.5至6mm，最好为4至5mm。We/De比通常为1.2至4，优选值为1.4～3，最佳值为介于1.6～2.2之-->间。尺寸选择主要取决于要用催化剂进行加氢处理的原料。如果催化剂上有脊状凸出物，那么这些凸出物从其伸出表面上的伸出高度（如图3中H所示）以小于0.5De为宜，最好为0.15De至0.25De之间。这些脊状凸出物可以处于长圆的一侧或者两侧。Wi和Di应当选择适当，既保证有适当的内表面积（显然随着Wi和Di的增加而增加），又要保证粒子具有适当的机械强度（即催化剂材料的适当厚度）。例如图1所示的由长度为（We-De）的两条直线所连接的直径为De的两个半圆弧所构成的这种形状的粒子，其We＝9mm，De＝4mm，它可以具有Wi＝3mm、Di＝2mm的两个长圆形孔，在此两孔之间及其周围所留下催化剂材料厚度至少为1mm。在催化剂粒子上设置两个孔，有利于进一步接近该粒子内表部的催化剂材料。在优选的条件下，至少80%（最好至少90%）的催化剂容积，应当处于某挤压表面（外表面或内表面）的1mm之内，更优值为0.75mm，最佳值为0.5mm。考虑到这部分公开内容，在
中普通技术人员可以确定具体应用的和催化剂材料的适当形状和尺寸。孔隙率（Void    Fraction）孔隙率代表用给定形状的粒子可以获得的粒子堆积紧密度。在给定的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有催化剂材料的细长挤压物的加氢处理用催化剂，所说的催化剂材料含有：（１）一种耐火的无机氧化物基质，和（２）从周期表Ⅵｂ族和Ⅷ族中选出的至少一种元素，其氧化物或者其硫化物，所说的一种或者多种元素的存在量按所说催化剂基质重量计（以 还原的元素计算）为５至３５％。所说挤压物带有两个孔，其截面形状为长圆形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1984-11-8 670,4621、一种含有催化剂材料的细长挤压物的加氢处理用催化剂，所说的催化剂材料含有：(1)一种耐火的无机氧化物基质，和(2)从周期表Ⅵb族和Ⅷ族中选出的至少一种元素，其氧化物或者其硫化物，所说的一种或者多种元素的存在量按所说催化剂基质重量计(以还原的元素计算)为5至35%。所说挤压物带有两个孔，其截面形状为长圆形。2、权利要求1的催化剂，其中所说的截面可以外接一个宽为4至10mm、高为3至6mm的矩形。3、权利要求1的催化剂，其中至少80%的催化剂体积处于挤压表面的1mm之内。4、权利要求1的催化剂，其中表面-体积比为5至10cm-1。5、权利要求1的催化剂，其中所说催化剂的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄迟文，约翰A萨卡安，
申请(专利权)人：切夫尔昂研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]