[发明专利]一种微纳米型空心结构双金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种微纳米型空心结构双金属催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域，该催化剂组成为钼镍三元硫化物，活性组分为钼和镍的硫化物，钼与镍摩尔比为1～1.5：1～3，钼与镍在催化剂中的质量分数为25～45％。本发明并申请该微纳米型空心结构双金属催化剂在重油加氢裂化的应用。本发明微纳米型空心结构材料的空心结构能够利用最少的金属活性组分，获取更多的暴露的边缘活性位点，从而提高金属原料利用率节省成本，为重质油悬浮床加氢裂化提供一种高活性、低成本的催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种微纳米型空心结构双金属催化 剂及其制备方法和应用，适用于重质油悬浮床加氢裂化。

背景技术

近年来由于石油资源的开采日益增加，优质的石油资源已经面临短缺的风 险。世界范围内增产的石油将主要是重质原油及重质合成油，因此炼油企业正 面临着原料重质化和劣质化的压力。在国内优质原油逐渐减少和国外劣质原油 逐渐增多的情况下，就需要把这些重质油进行轻质化加工，使难以直接利用的 重组分变为常用的轻组分油品，这样就能极大缓解我国对石油的轻质组分的需 求，因此重质油特别是高残炭、高硫氮、高金属劣质渣油的加工处理正成为未 来炼油企业的发展趋势。而石油炼化工业中常见的重油轻质化方法主要有催化 裂化、热裂化、加氢裂化。悬浮床加氢工艺是最具潜力的重质油加氢裂化工艺， 尤其是在处理劣质的渣油方面具有广阔的应用前景，是目前解决劣质重油深度加工问题的有效途径之一。

悬浮床加氢催化剂是悬浮床渣油加氢技术的核心。目前在加氢裂化反应中 常用的活性较高的催化剂为Co、Mo、Ni和W系催化剂。同时研究发现分散型 催化剂在分散、催化、抑焦等性能这些方面具有明显优势。由于悬浮床催化剂 一般随尾油排出而不进行回收，所以提高催化剂活性、提高催化剂金属活性位 利用率和提升分散性以减少催化剂用量是解决该问题的有效途径。因此，在催 化剂性能和成本上找到合适的平衡点，开发出具有高加氢活性、高金属活性位 利用率、高分散性的工业催化剂是悬浮床渣油加氢技术开发的核心技术，也是 悬浮床加氢技术工业化最具前景的路线。

微纳米空心结构材料具有比表面大、密度低、节约材料、降低成本等优势， 材料的空心结构能够利用最少的金属活性组分，获取更多的暴露的边缘活性位 点，因而空心结构的微纳米催化剂可以有效增加其在催化反应中的活性位点数， 从而提高金属原料利用率节省成本。

因此，开发具有较高活性的微纳米型空心结构双金属悬浮床渣油加氢裂化 催化剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种微纳米型空心结构双金属催化剂及其制备方法和应用， 解决了目前所合成的分散型MoS₂催化剂实体暴露的边缘活性位点少，金属活性 位利用率不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种微纳米型空心结构双金属催化剂，该催化剂组成为钼镍三元硫化物， 活性组分为钼和镍的硫化物，钼与镍摩尔比为1～1.5：1～3，钼与镍在催化剂中 的质量分数为25～45％。

一种微纳米型空心结构双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)钼盐和氨水在45℃下搅拌至完全溶解，升温至60～68℃加入硫化剂反 应1～2h，得到产物1；

(2)将PVP与镍盐溶于醇类溶剂，升温至65～90℃，搅拌回流4～8h，得到 产物2；

(3)产物1溶于去离子水，溶质与溶剂比为40～60mg/90～100ml；产物2 溶于醇类溶剂，溶质与溶剂比为200～250mg/90～100ml；将两溶液混合时需要 迅速搅拌，且反应时间为1h以内；

(4)反应结束后离心，离心条件为4500～5000r/min，离心时间为8～10min， 得到的固体产物用醇类溶剂进行洗涤离心3次，真空干燥箱80℃烘干；