[发明专利]一种超细粉末复合金属氧化物催化剂及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细粉末复合金属氧化物的催化剂及其用途，更具体 地说，是一种包含Fe金属和Mo金属的复合金属氧化物的超细粉末催化 剂，其应用在悬浮床重油加氢工艺中。

背景技术

随着原油的日益重质化和劣质化，以及对轻质油品需求量的增加，重 油、渣油的高效利用技术受到研究人员的重视。渣油加氢工艺是重要的研 究方向之一，可以得到尽可能多的液体产品和脱除金属、沥青质等杂质。 已有的反应器形式包括固定床、移动床、沸腾床和悬浮床。其中悬浮床加 氢对金属、硫、氮、沥青质等杂质含量高的劣质渣油具有较好的适应性， 目前工业化应用还不成熟。开发适用于渣油悬浮床加氢的高效廉价的催化 剂是非常重要的。

渣油粘度大残炭高，金属、沥青质等杂质含量高，因此催化剂的反应 性能和分散能力是研制的主要难点。现有技术的催化剂有非均相固体粉末 型催化剂，如US 4299685采用了煤燃烧后的粉末作为催化剂，但价格低廉， 加入量大，但是其分散性差，加氢作用弱，尾油中含有固体颗粒难于处理。

为提高催化剂分散性能和催化活性，现有技术中还有均相的水溶性催 化剂和油溶性催化剂。如CN 1133725C中提出了采用Fe、Ni、Mo等金属 盐制备的复配型催化剂水溶液，具有较高较强裂化活性。该类催化剂的不 足是：催化剂水溶液与重油相溶性差，分散效果不佳。CN 1445339A提出 一种高分散型催化剂，催化剂中含有Cu、Ag、Au、Zn、Hg等金属化合物 的一种或几种，然后分散到醇类或醇/水混合溶液中，达到在油中均匀分散 的目的。使用醇类或醇/水混合溶液可以改善金属盐在重油中的分散，但是 在重油加工处理前需要去除水分，以降低反应总压或降低水对反应装置的 腐蚀。

直接采用油溶性催化剂具有更好的分散能力和催化活性，CN1644658A 提出可以将卤素化合物用于重油加氢裂化的助剂，其主催化剂为MoDTC (二烷基二硫代甲酸钼)，添加酸性的化合物助剂提高汽油、柴油收率。 CN 1133727C公开一种Mo、W金属与苯胲及其衍生物反应所得的有机金 属催化剂，该催化剂在重质油中分散良好，可以有效提高轻质油收率。有 机金属化合物的优点是和重油的相溶性好，重油转化率高。但上述催化剂 的缺点是：有机金属化合物分子量大，金属含量低，以金属含量计量时使 用量大，成本昂贵。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种超细粉末复合金属氧 化物的催化剂，以及该催化剂在悬浮床重油加氢工艺中的应用方法。

本发明所提供的催化剂为：所述的催化剂为包含Mo金属和Fe金属的 复合金属氧化物，其中Mo和Fe的摩尔比为(1～6):(1～10)，该催化 剂的平均粒径为20-100nm。

所述的催化剂中还含有任一种金属M，其中Mo:Fe:M的摩尔比为 (1～6):(1～10):(0.1～3)，所述的金属M选自排除了Fe金属的第VIII 族金属，或选自排除了Mo金属的第VIB族金属。

所述的催化剂为二元复合金属氧化物催化剂，其表达式为 MoO_x-FeO_y，其中x为2～3，y为1～3。

所述的催化剂为三元复合金属氧化物催化剂，其表达式为 MoO_x-FeO_y-MO_z，其中M为选自Co、Ni、W金属元素中的任一种，x为 2～3，y为1～3，z为0.8～3。

所述的超细粉末复合金属氧化物催化剂由共沉淀法或溶胶-凝胶法制 备。该复合金属氧化物不包括采用机械研磨和混合的混合金属氧化物粉 末。

共沉淀法是指在含有多种阳离子的可溶性盐溶液中，加入沉淀剂后， 所有阳离子完全沉淀并将原有阴离子洗去，经高温分解或脱水得到氧化物 的方法。共沉淀法生产的复合氧化物粉末纯度高，组分均匀。