本发明公开了一种用于渣油悬浮床加氢裂化的双金属复合氧化物催化剂及其制备,所述催化剂为包含Zn金属和Fe金属的复合金属氧化物,是一种催化性能强、分散性好的纳米级固体粉末催化剂,在渣油悬浮床加氢裂化工艺表现出良好的反应性能,可用于加工金属、硫、氮、沥青质等杂质含量高的劣质重油和渣油。该催化剂属于尖晶石为主的复合金属氧化物,相比于纯氧化铁和一般的复合金属氧化物催化剂,液体收率较高,气体和焦炭收率明显减少。与传统共沉淀合成方法相比,本发明的优点在于可以解决催化剂大量制备中产量低、产物性能难以控制的问题,并且工艺简单,所用原料低廉,反应温度低,具有很高的经济实用性。

本发明采用如下技术方案：

一种用于渣油悬浮床加氢裂化的双金属复合氧化物催化剂，所述催化剂由Fe2O3、ZnO以及Fe-Zn复合氧化物ZnFe2O4组成，催化剂中Zn和Fe的摩尔比为(1～3):(1～10)，且Fe2O3、ZnO和ZnFe2O4的摩尔分数分别为33.3-80％、1-66.7％和1-50％，三者摩尔分数之和为100％，该催化剂的平均粒径为2-50nm。

优选地，Fe-Zn复合氧化物相属于尖晶石晶型，在制备的纳米级催化剂中不仅形成了不同含量的Fe2O3和ZnO，还生成了锌铁正尖晶石(ZnFe2O4)，这个过程所述Fe-Zn复合氧化物相满足电荷平衡。

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出金属、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。

作为一种石油化工残渣，渣油是原油蒸馏后的最终产物，往往富集了原油中大多数的杂质元素和大分子重质组分，因此相比于其他馏分油，渣油属于原油蒸馏馏分中最难处理的部分。渣油加氢裂化催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂两类，催化剂一般作为催化剂前驱体加入原料油中，在反应釜中到达一定温度经过原位硫化形成活性物种过渡金属硫化物(Fe、Co、Zn、Mo、Ni、W等)，然后到达反应温度后参与加氢裂化反应。

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。如US4299685采用了煤燃烧后的粉末作为催化剂，价格低廉，加入量大，但其分散性差，加氢作用弱，尾油中含有固体颗粒难于处理。CN101733114A提出了一种包含Mo金属和Fe金属的复合金属氧化物催化剂，加氢能力较强，分散性好。该类催化剂的不足是：采用贵金属作为催化剂成分，价格昂贵，且尾油中含有较多固体颗粒。如CN1133725C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。CN1445339A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。该催化剂的不足是：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。

发明人：崔勍炎 牛蒙恩 鲍晓军 李铁森 岳源源 王廷海福州大学（Fuzhou University），简称福大，位于福建省福州市，创建于1958年，是国家“双一流”建设高校，国家“211工程”建设高校，国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校，福建省三所重点建设的高水平大学之一，福建省一流大学建设高校，入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

本发明优点如下：

(1)本发明所述的催化剂不同于现有技术中使用的固体粉末催化剂、水溶性液体催化剂和油溶性液体催化剂，本发明的催化剂为复合金属氧化物本体催化剂，包含加氢性能强的第ⅡB和第VIII族金属元素，采用化学方法制备成小于100nm的超细颗粒，在渣油中分散良好。而且由于催化剂制备简单，具有较高的经济适用性。

(2)本发明所述的催化剂是加氢性能强、分散性好的纳米级固体粉末催化剂，可以较好的适用于渣油悬浮床加氢工艺中。可以加工金属、硫、氮、沥青质等杂质含量高的劣质重油，所得的渣油气体和焦炭产量显著降低，油品质量显著提高。

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