常压渣油加氢脱硫催化剂的研制及试生产

　　前言

　　近年来，市场对轻质油品的需要量逐年增加，环保法规日益严格，渣油的深度加工及利用已在世界范围内受到重视。

　　渣油的加工改质，通常使用两种方法：一种是加氢，另一种是脱碳（如焦化、催化裂化）。目的是提高渣油的氢碳比。一般说来，渣油经过加氢可以直接获得部分具有高饱和度和良好稳定性的轻质油品。

　　渣油加氢工艺有固定床、沸腾床、移动床，其中固定床工艺过程发展较快，工业应用广泛。

　　固定床渣油加氢处理的目的在于脱除硫、氮、重金属（如/0、1、(2等）和残炭等杂质，同时进行一定程度的加氢裂化反应，可以获得轻馏分、低硫燃料油或3(**以及焦化的原料。

　　渣油固定床加氢处理技术的关键之一在于性能优异催化剂的开发。

　　抚顺石油化工研究院（(3455）开发了常压渣油加氢处理系列催化剂。该系列催化剂中的加氢脱硫催化剂及其制备技术在取得小试结果的基础上，于!667年和!666年先后完成中试放大试验及工业试生产，中试及工业试生产的催化剂重复了小试结果，为工业应用奠定了基础。

　　催化剂设计的基本思路

　　渣油性质 渣油是石油中组分最复杂的部分。原油在蒸馏 过程中，相对分子质量较大、结构复杂和以各种形态存在的杂质均富集在渣油中，使得渣油油性低劣，虽然常压渣油含有比较容易加工的189，油性比减压 渣油略好，但仍比馏分油低劣得多。

　　脱硫催化剂的作用

　　在固定床渣油加氢处理过程中，要求通过催化反应有效地脱除垢物、重金属、硫、氮及残炭等，因此，必须采用“催化剂分级装填技术”，即不同功能的催化剂，通常包括脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮>转化催化剂，根据原料油、工艺条件和对目的产品的要求，选择合适的品种及比例进行组合使用

　　一般，渣油进料首先接触脱金属剂床层，在此床层，大部分重金属如/0和1等被脱除，部分容易反应的硫化物也被除去，此进料进入:;=催化剂床层后，进一步脱除其中的硫和金属化合物；脱除部分容易反应的氮化合物；进行部分加氢裂化反应，降低进料的粘度、残炭、芳烃、胶质和沥青质的含量。即催化剂兼有适度的和功能，可根据实际需要强化其某一方面的功能。

　　加氢脱硫反应特点

　　渣油中的硫主要分布在稠环芳烃、胶质和沥青质中，多是难分解的苯并噻吩、萘并噻吩、苯并萘并噻吩的高分子化合物。沥青质是同时含有硫、氮和金属的极其复杂的化合物，并且富含多环芳烃。这些复杂化合物的存在，使渣油的加氢脱硫反应比馏分油困难得多。这是因为：

　　渣油分子具有复杂的三维结构，含硫稠环 芳烃侧链常常形成空间位阻，妨碍五（六）员环中的硫原子被催化剂活性中心吸附。

　　渣油大分子吸附并沉积在催化剂的表面或孔口，使反应物的内扩散阻力增大，造成催化剂的表观活性下降。

　　渣油中含有较多的焦炭前身物质，在一定条件下生成焦炭并导致活性中心中毒。

　　渣油中以卟啉镍及卟啉钒等形式存在的重金属，经过反应沉积在催化剂表面上，造成活性中心永久中毒。

　　常压渣油加氢脱硫催化剂的特点

　　渣油加氢脱硫的基本反应是%—&键的氢解反应，其特点在于渣油中杂原子、重金属和残炭的大量存在，极易导致催化剂的孔口堵塞、金属中毒和积炭等，造成催化剂失活。常压渣油与减压渣油相比，因含有比较容易加工的)，粘度低，再加上,装置操作苛刻度略低于)-.&装置。因此，设计常压渣油加氢脱硫催化剂应注意以下几点：

　　适宜的颗粒度和长度颗粒较小或长度较短，会导致床层压力降增加，颗粒小还会加快裂化和脱金属反应的速度，催化剂容易因积炭和金属中毒而失活；颗粒较大，增大了扩散距离，增加了扩散控制，不仅会影响催化剂装填重量，还可能形成沟流，影响催化剂活性的发挥。 

　　较大的孔体积、比表面积和适宜的堆积密度 较大的比表面积可以提供更多的活性中心，较大的孔体积具有一定的容纳焦炭和金属沉积物的能力，但大孔容一定要保证催化剂具有适宜的堆积密度，从而保证催化剂床层适宜的孔体积和比表面积。

　　适宜的孔分布孔径可以略小，尽量集中 的中孔分布，有利于提高催化剂内表面的利用率，从 而提高催化剂的活性。

　　略强的酸强度酸强度略强既可促使一定 的加氢裂化和加氢脱氮反应的发生，又不致于使生焦反应过于激烈。

　　金属含量　金属含量略低，且高度分散并 易硫化，可提高活性金属的利用率。