加氢催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种加氢催化剂及其制备方法。所述加氢催化剂的制备方法采用串联的N个微反应器，第一微反应器为撞击流反应器，酸性和碱性物料进入第一微反应器进行并流反应，反应产物混合液依次进入到第二微反应器至第N‑1微反应器，反复经pH值摆动；其中第二至第N‑1微反应器中，微反应器的反应温度比相邻前一个微反应器高5~10℃，反应产物混合液进入第N微反应器进行老化反应，焙烧得加氢催化剂。其中酸性物料为酸性铝盐溶液和酸性活性金属溶液，碱性物料为碱性铝酸盐溶液和碱性活性金属溶液。该方法制备的加氢催化剂孔径分布十分集中，晶粒大小分布均一，催化剂表相活性金属密度大，加氢活性金属利用率高，适合用于汽柴油加氢精制催化剂的载体材料。

Hydrogenation catalyst and its preparation method

The invention discloses a hydrogenation catalyst and a preparation method thereof. The preparation method of the hydrogenation catalyst adopts N microreactors in series. The first microreactor is an impinging stream reactor. The acidic and alkaline materials enter the first microreactor to react in parallel. The mixed liquid of the reaction products enters the second microreactor to the first microreactor in turn, and oscillates repeatedly through the pH value. In the second to the first microreactor, the reaction temperature of the microreactor is the same. Compared with the previous microreactor, the reaction product mixture entered the N microreactor for aging reaction, and the hydrogenation catalyst was obtained by calcination. The acidic material is acidic aluminium salt solution and acidic active metal solution, and the alkaline material is alkaline aluminate solution and alkaline active metal solution. The hydrogenation catalyst prepared by this method has very concentrated pore size distribution, uniform grain size distribution, high surface active metal density and high utilization rate of hydrogenation active metal, which is suitable for the carrier material of gasoline and diesel hydrofining catalyst.

【技术实现步骤摘要】
加氢催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种加氢催化剂及其制备方法，具体涉及一种用于汽柴油加氢催化剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，微反应器引起诸多领域研究者极大的学术和商业兴趣。这种兴趣产生于微技术的以下特点，包括尺寸缩小，生产力提高，放大系统规模至任意需要的生产容量（即“扩容”），传热增加和传质增加。Gavilidis等在“TechnologyAndApplicationsOfMicroengineeredReactors”Trans.IchemE，第80卷，部分A，第3-30页（2002年1月）中对涉及微反应器的某些工作进行了综述。微反应器是一种单元反应界面宽度为微米量级的化学反应系统，是90年代兴起的微化工技术。自从deMello及其同事在2002年报道了微反应器在制备纳米粒子的预测及优势后，微反应器等的微通道技术在制备纳米晶粒上越来越普遍。微反应器具有以下优点：（1）通道内流动为层流；（2）比表面积大，传热能力强，控温容易；（3）分子扩散距离短，传质快。传统负载型加氢催化剂受到载体孔结构的限制，活性金属负载量一般不超过30wt%，负载型催化剂所能提供的活性中心数量有限，尽管可对活性中心的数量和类型分布进行优化调整，但由于活性中心数量的极限瓶颈无法突破，大幅度提高加氢活性的空间有限。体相法制备加氢催化剂大部分由活性金属组分构成，可以摆脱金属含量的限制，可任意调变催化剂中各活性组分的比例，提高催化剂的加氢性能。共沉淀法制备体相催化剂技术，采用不同沉淀方式、成胶条件等均会对催化剂孔结构，孔道表面上活性金属含量和活性中心密度、不同加氢活性金属的分布以及不同加氢活性金属之间相互作用关系有很大的影响。但是共沉淀法所制备的催化剂孔径、孔容较小。CN106179379A公开了一种加氢处理催化剂的制法。该催化剂为体相催化剂，其组成包括加氢活性金属组分W、Ni和Mo，氧化铝；其制备方法是采用酸式沉淀法制备镍、铝沉淀物浆液I；采用并流沉淀法制备钨、铝沉淀物浆液II，将两者混合，老化后，用水蒸汽进行水热处理并加入尿素，然后与MoO3打浆混合均匀后，成型，制得加氢处理催化剂。该方法生产过程复杂，生产成本高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种加氢催化剂及其制备方法。该加氢催化剂孔径、孔容非常适合柴油加氢所需催化剂性质，孔径分布十分集中，晶粒大小分布均一，催化剂表相活性金属密度更大，加氢活性金属利用率更高。该制备加氢催化剂的方法工艺简单，反应时间短，过程连续化效率高，消除了放大效应，非常适合于工业化生产。本专利技术提供了一种加氢催化剂，该催化剂为体相催化剂，包括氧化铝和活性金属组分，所述加氢催化剂的晶粒大小分布如下：<20μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的1%～5%，20～50μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的85%～90%，>50μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的5%～10%。本专利技术提供的加氢催化剂性质如下：比表面积为300～350m2/g，孔容为0.8～1.0mL/g，孔径分布为：孔直径<5nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%，孔直径5～15nm的孔所占的孔容为总孔容的85%～95%，＞15nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%。本专利技术的加氢催化剂中，活性金属组分为第VIII族金属和第VIB族金属，第VIII族金属氧化物的含量为5wt%～15wt%，优选为5wt%～10wt%，第VIB族金属氧化物的含量为30wt%～50wt%，优选为30wt%～45wt%，氧化铝的含量为35wt%～65wt%，优选为45wt%～65wt%。本专利技术的加氢催化剂，活性金属以氧化物计，表相VIII族的活性金属与体相VIII族活性金属的重量含量比为5.0:1~11.0:1，优选为8.0~11.0:1，表相VIB活性金属与体相VIB活性金属的重量含量比为10.0:1~25.0:1，优选为14.0:1~21.0:1。本专利技术的加氢催化剂中，第VIII族活性金属选自Ni、Co中的一种或多种，第VIB活性金属选自Mo、W中的一种或多种。本专利技术的体相加氢处理催化剂中，表相VIII族活性金属的重量含量为表相中VIII族活性金属的重量含量，体相VIII族活性金属组分的重量含量为催化剂中VIII族活性金属的重量含量；表相VIB活性金属组分的重量含量为表相中VIB活性金属的重量含量，体相VIB活性金属的重量含量为催化剂中VIB活性金属的重量含量。催化剂表相活性金属含量采用X-射线光电子能谱（XPS）测定，催化剂体相活性金属含量采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）测定。本专利技术提供了一种加氢催化剂的制备方法，其中所采用的反应系统包括串联的N个微反应器，沿物流方向分别为第一微反应器、第二微反应器、……、第N微反应器，第一微反应器采用撞击流反应器，包括以下步骤：（1）分别配制碱性物料和酸性物料；（2）分别将碱性物料和酸性物料引入到第一微反应器中，进行中和沉淀反应；（3）步骤（2）所得的反应产物混合液进入到第二微反应器，同时将酸性物料引入到第二微反应器中，使反应体系向酸侧摆动；（4）步骤（3）所得的反应产物混合液依次进入到第三微反应器至第N-1微反应器，并使反应体系反复经过碱侧摆动、酸侧摆动；（5）步骤（4）所得的反应产物混合液进入到第N微反应器，进行老化反应，第N微反器的流出物经过滤、洗涤和干燥、焙烧，得到加氢催化剂；其中，步骤（1）中碱性物料为碱性铝酸盐溶液和碱性活性金属溶液，酸性物料为酸性铝酸盐溶液和酸性活性金属溶液，所述碱性活性金属溶液为含有第VIII族和第VIB族活性金属的碱性水溶液，所述酸性活性金属溶液为含有第VIII族和第VIB族活性金属的酸性水溶液；其中，第二微反应器至第N-1微反应器中，该微反应器的反应温度比相邻的前一个微反应器高5～10℃。本专利技术方法中，串联的N个微反应器，N是不小于5的整数，优选为5~11，进一步优选为5~7。本专利技术方法中，串联的N个微反应器为5个时，步骤（4）的具体过程如下：步骤（3）所得的反应产物混合液进入到第三微反应器，同时将碱性物料引入到第三微反应器中，使反应体系向碱侧摆动；第三微反应器所得的反应产物混合液进入到第四微反应器，同时将酸性物料引入到第四微反应器中，使反应体系向酸侧摆动。本专利技术加氢催化剂的制备方法中，步骤（1）中分别配制碱性物料和酸性物料，其中碱性物料为碱性铝酸盐溶液和碱性活性金属溶液的混合溶液，所述的碱性铝酸盐溶液选自NaAlO2或KAlO2水溶液中的一种或两种，优选NaAlO2水溶液，碱性铝盐水溶液的浓度以Al2O3计为20～200g/100mL；所述碱性活性金属水溶液的浓度以活性金属氧化物计，VIII族活性金属氧化物的含量为10~30g/100mL，VIB族活性金属氧化物的含量为40~120g/100mL；其中酸性物料为酸性铝酸盐溶液和酸性活性金属溶液的混合溶液，所述的酸性铝酸盐溶液选自AlCl3、Al2(SO4)3或Al(NO)3的水溶液中的一种或几种，优选Al2(SO4)3、AlCl3水溶液，酸性铝盐水溶液的浓度以Al2O3计为20～200g/100mL；所述酸碱性活性金属水溶液的浓度以活性金属氧化物计，VIII族活性金属氧化物的含量为10~30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢催化剂，该催化剂为体相催化剂，包括氧化铝和活性金属组分，其特征在于：所述加氢催化剂的晶粒大小分布如下：<20μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的1%～5%，20～50μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的85%～90%，>50μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的5%～10%。

【技术特征摘要】
1.一种加氢催化剂，该催化剂为体相催化剂，包括氧化铝和活性金属组分，其特征在于：所述加氢催化剂的晶粒大小分布如下：<20μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的1%～5%，20～50μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的85%～90%，>50μm晶粒数量占加氢催化剂晶粒总数的5%～10%。2.按照权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于：所述加氢催化剂的性质如下：比表面积为300～350m2/g，孔容为0.8～1.0mL/g，孔径分布为：孔直径<5nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%，孔直径5～15nm的孔所占的孔容为总孔容的85%～95%，＞15nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%。3.按照权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于：所述的加氢催化剂，活性金属组分为第VIII族金属和第VIB族金属，第VIII族金属氧化物的含量为5wt%～15wt%，优选为5wt%～10wt%，第VIB族金属氧化物的含量为30wt%～50wt%，优选为30wt%～45wt%，氧化铝的含量为35wt%～65wt%，优选为45wt%～65wt%；第VIII族活性金属选自Ni、Co中的一种或多种，第VIB活性金属选自Mo、W中的一种或多种。4.按照权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于：所述的加氢催化剂，活性金属以氧化物计，表相VIII族的活性金属与体相VIII族活性金属的重量含量比为5.0:1~11.0:1，优选为8.0~11.0:1，表相VIB活性金属与体相VIB活性金属的重量含量比为10.0:1~25.0:1，优选为14.0:1~21.0:1。5.一种加氢催化剂的制备方法，其特征在于：所采用的反应系统包括串联的N个微反应器，沿物流方向分别为第一微反应器、第二微反应器、……、第N微反应器，第一微反应器采用撞击流反应器，包括以下步骤：（1）分别配制碱性物料和酸性物料；（2）分别将碱性物料和酸性物料引入到第一微反应器中，进行中和沉淀反应；（3）步骤（2）所得的反应产物混合液进入到第二微反应器，同时将酸性物料引入到第二微反应器中，使反应体系向酸侧摆动；（4）步骤（3）所得的反应产物混合液依次进入到第三微反应器至第N-1微反应器，并使反应体系反复经过碱侧摆动、酸侧摆动；（5）步骤（4）所得的反应产物混合液进入到第N微反应器，进行老化反应，第N微反器的流出物经过滤、洗涤和干燥、焙烧，得到加氢催化剂；其中，步骤（1）中碱性物料为碱性铝酸盐溶液和碱性活性金属溶液，酸性物料为酸性铝酸盐溶液和酸性活性金属溶液，所述碱性活性金属溶液为含有第VIII族和第VIB族活性金属的碱性水溶液，所述酸性活性金属溶液为含有第VIII族和第VIB族活性金属的酸性水溶液；其中，第二微反应器至第N-1微反应器中，该微反应器的反应温度比相邻的前一个微反应器高5～10℃。6.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的加氢催化剂，活性金属组分为第VIII族金属和第VIB族金属，第VIII族金属氧化物的含量为5wt%～15wt%，优选为5wt%～10wt%，第VIB族金属氧化物的含量为30wt%～50wt%，优选为30wt%～45wt%，氧化铝的含量为35wt%～65wt%，优选为45wt%～65wt%；第VIII族活性金属选自Ni、Co中的一种或多种，第VIB活性金属选自Mo、W中的一种或多种。7.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的碱性物料中，碱性铝酸盐选自NaAlO2和KAlO2中的一种或两种，优选NaAlO2，碱性铝酸盐水溶液的浓度以Al2O3计为20～200g/100mL；所述碱性活性金属水溶液的浓度以活性金属氧化物计，VIII族活性金属氧化物的含量为10~30g/100mL，VIB族活性金属氧化物的含量为40~120g/1...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋宝宽，吕振辉，薛冬，彭绍忠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11