[发明专利]一种具有核壳结构的改性覆炭氧化铝载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂载体领域，主要涉及一种具有核壳结构的改性覆碳氧化铝载体及其制备方法。

背景技术

氧化铝作为石油化工领域常用的催化剂载体，由于具有良好的机械稳定性能、比表面积和孔结构易于控制以及价廉易得等特点，一直以来是应用最为广泛、用量最大的催化剂载体，尤其是加氢处理催化剂几乎都是利用氧化铝或者经改性、复合的氧化铝作为载体。因此，有关氧化铝载体的制备及改性技术研究一直是科学工作者和各催化剂公司研究的重要内容之一。

对于氧化铝作为催化剂载体的研究表明，氧化铝不仅仅起到惰性载体的作用，它还在加氢处理催化剂中对活性相的形成具有促进作用。Al₂O₃与活性组分间的相互作用较强，有利于活性组分的分散以及反应过程中活性组分的稳定。但另一方面，Al₂O₃表面的强酸性位与活性组分间的强相互作用往往导致镍、钴等活性组分生成镍(或钴)铝尖晶石，而后者难以硫化生成硫化态的活性相，从而降低催化活性。因此，为了提高催化剂的活性和催化效率，许多研究采用新的材料作为载体或者采取对氧化铝载体进行修饰以改善活性相的分散、改变活性相与载体间的相互作用，从而改变氧化态前驱物的还原性，减少尖晶石的生成从而提高催化剂的活性。

专利号为96120987.9的专利公开了一种含硅氧化铝的制备方法。其制备的是一种含二氧化硅为5％～15wt％的氧化铝小球，得到的氧化铝的性质有一定改善。但由于成球过程复杂，并需要在含氨的气氛中进行低温干燥，导致产品收率低，制备成本高。

专利号为94103999.4的专利公开了一种大孔含硅和磷的氧化铝制备方法。硅和磷在氧化铝制备过程中分步成胶加入，使得氧化铝孔径和孔容得到了提高。但由于加入了较多的磷，使氧化铝表面的酸量尤其是B酸大大减少，应用受到限制。

专利号为200410050716.9的专利公开了一种大孔径、高孔容的含钛和硅的氧化铝载体及其制备方法。硅在成胶过程加入，而钛在成胶后加入，使得氧化铝保持了高比表面积和孔容，同时也具有较大的总酸量和B酸量，有利于活性金属的分散。但是另一方面，较高的表面酸含量往往使得催化剂在应用过程中易于结焦而导致失活，因此降低了催化剂使用寿命。

专利号为98114347.4的专利公开了一种大孔高强度的氧化铝载体及其制备方法。将不同原料路线制备的拟薄水铝石干胶粉的一种或几种与碳黑粉及表面活性剂相混合，通过胶溶、成型、干燥及焙烧处理得到。得到的氧化铝载体既有较高的强度，又具有较大的孔径和双孔道分布，但是由于加入的碳黑和表面活性剂在焙烧处理后以无定形存在，因此其热稳定性和抗结焦性能有待提高。

另一方面，近年来的研究发现，碳负载的Co-Mo和Ni-Mo催化剂的加氢脱硫活性高于传统的氧化铝负载的Co-Mo和Ni-Mo催化剂(Sano Y，Choi K H，Korai Y，et al.，Appl.Catal.B，49：219-225，2004；Farag H，Mochida I，Sakanishi K，Appl.Catal.A，194/195：147-157，2000)。同时也有文献报道碳材料负载的Co-Mo催化剂有更低的结焦倾向，可进一步提高催化剂的使用寿命(Vissers J P R，Scheffer B，J.Catal.，105：227-284，1987；He S B，Sun C L，Du H Zh，et al.，Chem.Eng.J，141：284-289，2008)。碳材料负载的催化剂的高活性一方面是由于碳材料的高比表面积保证了活性组分的高度分散，另一方面也是由于活性组分与碳载体的相互作用较弱，使其负载的氧化物种易于硫化形成具有高活性的Co-Mo-SII活性相。但不利的是，活性碳虽然具有很高的比表面积，但其孔结构是丰富的微孔，对于较大的分子如二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫过程(HDS)来说，传质阻力很大，这些微孔是很难被利用的。对于某些介孔碳材料来说，则由于机械强度差，比表面小等原因也难以得到应用。

因此，希望能够开发一种催化材料能够既能保留氧化铝载体高比表面积、大孔容、高机械强度等优点，又能结合碳材料表面与活性组分相互作用弱的特点，从而能够进一步提高催化剂的活性，并提高其抗结焦能力。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有氧化铝载体的不足，提供一种较大的比表面积和孔容，总酸量较大，但强酸量较少，从而具有较高的抗结焦性能的改性覆碳氧化铝载体。

本发明的第二个目的在于提供所述改性覆碳氧化铝载体的制备方法。