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重质油的深度转化与高效利用是目前国内外石油加工技术研究的热点。减压渣油经溶剂萃取脱残渣处理,可以有效脱除金属杂原子、大部分沥青质及部分重胶质,但脱残渣油的性质仍然较差,硫、氮杂原子化合物含量高,二次加工能力差。加氢处理是脱残渣油用作催化进料前必要的预处理过程。由于脱残渣油分子较大、分子结构比较复杂,常规馏分油加氢催化剂的孔道结构、表面酸中心数量及分布、金属活性组分在催化剂表面的分散状态都已经很难满足脱残渣油原料的加氢反应需求。 加氢催化剂的性能取决于载体与金属组分的性质。前期工作。发现钛硅复合氧化物(CTS)具有较大的比表面积和孔径分布,可以满足劣质重油原料大分子在催化剂中扩散与反应的基本需要,同时具有酸性可调的特点。本论文采用分子筛与CTS原位包覆生长制备复合载体(CYCTS)的方法,制备出适用于脱残渣油加氢改质的催化剂载体,并从表面酸性调控及金属活性组分分散性优化两个方面对NiW/CYCTS系列催化剂的性能改进开展研究。 研究结果表明,CYCTS系列载体具有较大的比表面积、孔容和孔径,表面具有一定弱酸中心分布,能够满足脱残渣油进行加氢处理反应的基本要求,但脱硫、脱氮性能仍有待提高。 通过载体表面磷酸改性的方法,考察了催化剂表面酸性调控对加氢反应性能的影响。催化剂表面弱L酸中心数量增加有利于原料分子中芳环的加氢饱和,弱B酸的增强促进了分子中长烷基侧链及环烷环的断裂,既提高了NiW/CYCTS催化剂的脱硫及脱氮性能,又有效改善了加氢产物的催化裂化性能。 为进一步提高NiW/CYCTS催化剂对脱残渣油的加氢脱硫、脱氮性能,论文采用在载体制备过程中预浸渍部分金属镍的方法,对催化剂进行金属活性组分分散性的优化,使催化剂表面酸中心数量与强弱分布更为合理,同时有效削弱了载体与金属组分间的相互作用,促进具有高加氢活性金属氧化物前躯体的生成,使催化剂整体的加氢脱硫、脱氮性能较工业对比剂分别提高20个和18个百分点。加氢处理后脱残渣油的平均分子结构中总环数及芳环数显著降低,可裂化性能得到提高。