CN117000277A - 渣油加氢脱金属催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渣油加氢脱金属催化剂及其制备方法。该方法包括：酸性铝盐溶液与碱性铝盐溶液进行中和反应，得到浆液；然后进行一次老化，结束后加入水溶性高聚物J1，进行二次老化，干燥，得到干燥物Ⅰ；将生物质原料进行干燥，粉碎成粉末，之后将其按比例与高聚物、含钾无机物、干燥物Ⅰ进行混捏、成型，热处理，得到干燥物II；以不饱和浸渍的方式，将第一浸渍液喷浸于干燥物II上，经干燥和第一焙烧，制得焙烧体，然后用碳水化合物水溶液浸泡，干燥后碳化，得到中间体；以饱和浸渍的方式，将第二浸渍液喷浸于中间体上，经干燥和第二焙烧，制得催化剂。本发明催化剂用于渣油加氢脱金属反应时，催化剂活性和稳定性均显著提高。

Description

渣油加氢脱金属催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种加氢脱金属催化剂，具体涉及一种适用于重质油尤其是渣油加氢处理过程的加氢脱金属催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
众所周知，渣油加氢脱金属反应是渣油加氢处理过程中所发生的重要化学反应之一，在催化剂的作用下，各种金属化合物与H2S反应生成金属硫化物，生成的金属硫化物随后沉积在催化剂上，从而得到脱除。而催化剂载体上活性金属的存在状态势必会对催化剂的活性稳定性起到重要作用。
CN1289640A公开了一种负载型加氢脱金属催化剂的制备方法，该方法采用大孔氧化铝载体，在喷浸滚锅里将活性金属的氨溶液或水溶液喷浸于载体之上，该方法略去了浸渍后载体的常温干燥过程，将喷浸好的载体直接置于温度为300～450℃的焙烧炉中进行焙烧，然后逐渐升温至460～550℃，并在空气条件下恒温1～5h。
CN103785400A公开了一种高活性渣油加氢脱金属催化剂的制备方法，该方法采用多元醇和/或单糖水溶液对氧化铝载体进行浸渍，浸渍结束后在密封容器内进行水热炭化处理，然后再在载体上负载活性金属组分Mo、Ni，最后将负载活性组分的氧化铝先在氮气气氛下焙烧，然后再在空气气氛下焙烧制得渣油加氢脱金属催化剂。CN102441399A公开了一种加氢脱金属催化剂的制备方法，将第VIB族金属化合物和/或第VIII族金属化合物配制成氨溶液或水溶液，然后浸渍氧化铝载体，经干燥、焙烧制得最终催化剂。
上述方法制得的加氢脱金属催化剂活性和稳定性仍有待进一步提升。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种渣油加氢脱金属催化剂及其制备方法。该催化剂应用于渣油加氢脱金属反应时，具有较高的活性及活性稳定性。
本发明第一方面提供了一种渣油加氢脱金属催化剂，包括碳膜包覆的中间体和负载于中间体上的第二活性组分，所述第二活性组分包括钼和第VIII族金属；所述中间体包括炭、氧化铝、氧化钾和第一活性组分，所述第一活性组分包括钼和第VIII族金属；其中，所述催化剂中，以Mo原子计，四面体钼和八面体钼含量之比为0.18～0.72，所述碳膜的厚度为0.1μm～400μm，优选1μm～180μm，进一步优选为25μm～70μm。
本发明中，所述碳膜上具有大孔，碳膜层的孔容0.9～2.0cm3/g，优选1.0～1.8cm3/g，更优选为1.0～1.4cm3/g。平均孔径40～70nm，优选50～60nm。
本发明中，所述中间体包括炭、氧化铝、氧化钾和第一活性组分，所述第一组分包括钼和第VIII族金属，其中所述第VIII族金属优选为镍。
本发明中，所述第二活性组分中的所述第VIII族金属优选为镍。
本发明中，所述催化剂中还包括助剂组分，所述助剂组分选自氟、磷、硅或硼中的至少一种，优选为磷，以催化剂质量为基准，助剂组分以氧化物计的含量为1.0％～4.0％。
本发明中，所述中间体中，以中间体质量为基准，炭的含量为5.0％～7.0％，氧化铝的含量为76.0％～82.0％，氧化钾含量为5.0％～6.0％，余量为第一活性金属。
本发明中，所述催化剂中，以催化剂质量为基准，MoO3的含量为5.0％～15.0％，第VIII族金属氧化物的含量为1.0％～5.0％。
本发明中，以催化剂中总MoO3质量为基准，所述第一活性组分中MoO3的含量为35.0％～65.0％，所述第二活性组分中MoO3的含量为35.0％～65.0％。
本发明中，以催化剂中总VIII族金属氧化物质量为基准，所述第二活性组分中VIII族金属氧化物的含量为35.0％～65.0％，所述第二活性组分中第VIII族金属氧化物的含量为35.0％～65.0％。
本发明中，所述催化剂的比表面积为180～230m2/g，孔容为0.7～1.2mL/g，可几孔径为15～26nm。
本发明中，优选地，所述催化剂的比表面积为190～210m2/g，孔容为0.8～1.0mL/g，可几孔径为15～24nm。
本发明第二方面提供了上述渣油加氢脱金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)酸性铝盐溶液与碱性铝盐溶液进行中和反应，得到浆液；
(2)将步骤(1)得到的浆液进行一次老化；一次老化后，加入水溶性高聚物J1，进行二次老化，干燥，得到干燥物I；
(3)将生物质原料与高聚物、含钾无机物、步骤(2)所得干燥物I进行混捏、成型，热处理，得到干燥物II；
(4)以不饱和浸渍的方式，将含第一活性组分的第一浸渍液喷浸于步骤(3)所得干燥物II上，经干燥和第一焙烧，制得焙烧体；
(5)将步骤(4)所得焙烧体用碳水化合物水溶液浸泡，干燥后碳化，得到中间体；
(6)以饱和浸渍的方式，将含第二活性组分的第二浸渍液喷浸于步骤(5)中所得中间体上，经干燥和第二焙烧，制得所述催化剂。
本发明步骤(1)中，所述酸性铝盐溶液与碱性铝盐溶液以并流的形式加入至反应釜中。
本发明步骤(1)中，所述酸性铝盐溶液为硫酸铝溶液、硝酸铝溶液或氯化铝溶液中的一种或者几种；所述的酸性铝盐溶液以Al2O3计的浓度为5g/100mL～25g/100mL。所述碱性铝盐溶液为偏铝酸钠溶液、偏铝酸钾溶液中的一种或两种；所述碱性铝盐溶液以Al2O3计的浓度为8g/100mL～52g/100mL。
本发明步骤(1)中，所述中和反应的温度为75～120℃，时间为30～150分钟，中和反应过程中控制浆液的pH值为6.0～10.0。中和反应过程中通过控制酸性铝盐溶液和碱性铝盐溶液的加入速率或是额外加入酸碱调节剂的方式，来调节浆液pH值。
本发明步骤(2)中，所述一次老化的温度为90～240℃，时间为50～240分钟，pH值为8.5～12.0。
本发明步骤(2)中，所述水溶性高聚物J1为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和甲基纤维素等中的一种或几种，优选为聚乙二醇；水溶性高聚物J1的粘度(20℃)为10～1000mPa·s，加入水溶性高聚物J1后浆液的粘度(20℃)为120～660mPa·s。
本发明步骤(2)中，一次老化结束后，优选地，先对浆液进行浓缩，然后再进行二次老化。其中，浓缩后浆液的体积为原体积的40％～70％。
本发明步骤(2)中，所述二次老化的温度为120～260℃，时间为45～190分钟，且二次老化的温度高于一次老化的温度30～60℃。
本发明步骤(2)中，二次老化后干燥温度为120～180℃，干燥时间为2～10h，干燥前可以按照常规已知的方法进行过滤和洗涤。干燥后所得干燥物I的干基含量为45wt％～70wt％。
本发明步骤(3)中，所述生物质原料选自木材、果壳、淀粉、竹材或其他生物质原料中的一种或几种。所述生物质原料在使用前先进行干燥、粉碎成粉末。干燥条件为：在100～350℃下干燥2～10h。所述粉末的粒度为100～450目，优选200～400目。
本发明步骤(3)中，所述高聚物为纤维素、树脂中的一种或者多种，优选羟丙基纤维素、甲基纤维素、酚醛树脂中的一种或几种；所述含钾无机物为碳酸钾、氢氧化钾、氧化钾中的一种或几种。
本发明步骤(3)中，所述生物质原料、高聚物、含钾无机物的总质量与干燥物I的质量比为1∶5～15。
本发明步骤(3)中，成型过程中，可以根据需要加入常规的成型助剂，比如田菁粉、纤维素、树脂中的一种或者多种。
本发明步骤(3)中，所述热处理的条件为：在100～400℃下处理0.5～3.0h，其中升温至热处理所需温度采用的升温速率为20～120℃/h。
本发明步骤(4)中，所述不饱和浸渍，第一浸渍液用量占干燥物II饱和吸水量的10％～40％。
本发明步骤(4)中，第一浸渍液为含Mo和第VIII族金属(优选Ni)的浸渍液，其中，活性金属组分钼来源于氧化钼、七钼酸铵中的一种或两种，镍来源于碱式碳酸镍、硝酸镍中的一种或两种，第一浸渍液中MoO3和第VIII族金属氧化物的含量分别为30.0～60.0g/100ml，5.0～30.0g/100ml。其中，由第一浸渍液引入催化剂中的MoO3的量为催化剂中总MoO3负载量的35％～65％；由第一浸渍液引入催化剂中的第VIII族金属氧化物的量为催化剂中总第VIII族金属氧化物负载量的35％～65％。
本发明步骤(4)中，第一浸渍液中还可以引入含有氟、磷、硅或硼中的至少一种助剂，助剂以氧化物计的加入量为第一浸渍液中氧化钼总质量的18％～28％，优选为20％～25％。
本发明步骤(4)中，优选地，第一浸渍液中还含有水溶性高聚物J2。水溶性高聚物J2为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和甲基纤维素等中的一种或几种。水溶性高聚物J2的粘度(20℃)为10～1000m Pa·s，加入水溶性高聚物J2后浆液粘度(20℃)为150～800mPa·s。
本发明步骤(4)中，浸渍采用喷浸的方法，喷浸时间为15～35min。
本发明步骤(4)中，干燥温度为20～200℃，干燥时间为2～12h。
本发明步骤(4)中，所述第一焙烧采用程序升温。升温速率为1℃/min～3℃/min，第一焙烧温度为500～750℃，焙烧时间2～6h，焙烧气氛为惰性气氛(比如氮气)或水蒸气，优选为水蒸气。
本发明步骤(5)中，所述的碳水化合物溶液优选为淀粉和/或单糖的水溶液，溶液中淀粉和/或单糖的质量百分比为10.0％～40.0％；所述的单糖包括葡萄糖、核糖、果糖、麦芽糖等中的一种或几种。所述的碳水化合物溶液中加入碳酸氢铵作为扩孔剂，碳酸氢铵在溶液中的质量百分比为5.0％～25.0％，所述浸泡为浸泡30秒～240秒，优选为40秒～120秒。
本发明步骤(5)中，所述的碳化条件为：在空气中，温度为150～280℃，优选170～260℃的条件下进行预氧化2～18小时，优选2～12小时；然后在氮气气氛下，温度为400～650℃，优选450～600℃条件下，碳化1～8小时，碳化后在焙烧体表面形成碳膜。
本发明步骤(6)中，优选地，所述第二浸渍液含Mo和第VIII族金属(优选Ni)的浸渍液，其中活性金属组分钼来源于氧化钼、七钼酸铵中的一种或两种，镍来源于碱式碳酸镍、硝酸镍中的一种或两种。其中，由第二浸渍液引入催化剂中的MoO3的量为催化剂中总MoO3负载量的35％～65％；由第二浸渍液引入催化剂中的第VIII族金属氧化物的量为催化剂中总第VIII族金属氧化物负载量的35％～65％。
本发明步骤(6)中，第二浸渍液中还含有水溶性高聚物J3。水溶性高聚物J3为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和甲基纤维素等中的一种或几种。水溶性高聚物J3的粘度(20℃)为10～1000mPa·s，加入水溶性高聚物J3后浆液粘度(20℃)为150～800mPa·s。
本发明步骤(6)中，浸渍采用喷浸的方法，喷浸时间为15～35min。
本发明步骤(6)中，干燥温度为120～200℃，干燥时间为2～12h。
本发明步骤(6)中，所述第二焙烧采用程序升温。升温速率为1℃/min～3℃/min，第二焙烧温度为350～450℃，焙烧时间2～6h，焙烧气氛为惰性气氛(比如氮气)或水蒸气，优选为水蒸气。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、对于加氢催化剂而言，四面体Mo物种的还原温度大于八面体Mo物种的还原温度，四面体Mo的存在对于减弱载体与金属之间的相互作用产生不利影响，从而影响催化剂活性和稳定性。发明人经大量研究发现，首先对载体进行优化，将中和反应后得到的浆液采用两段老化，二次老化前加入水溶性高聚物，且二次老化采用更高的温度，得到了比表面积适宜、孔径分布较好的多孔性材料，即干燥物I；然后将生物质原料进行干燥，粉碎成粉末，之后将其按比例与高聚物、含钾无机物以及干燥物I进行混捏、成型，再进行热处理，得到干燥物II；以不饱和浸渍的方式，将第一浸渍液喷浸于干燥物II上，经干燥和第一焙烧，制得催化剂焙烧体；然后将所得催化剂焙烧体用碳水化合物水溶液浸泡，干燥后碳化，在催化剂焙烧体表面形成碳膜，得到催化剂中间体；最后，将剩余活性金属以饱和浸渍的方式负载于中间体上，再进行第二焙烧，使催化剂中四面体钼和八面体钼物种比例适宜，优选地，两次浸渍液中也均加入了水溶性高聚物，一方面可以促进活性金属的分散程度，另一方面可以适当调节催化剂的酸性。在焙烧体表面所形成的碳膜，一方面不仅调节了最终所得催化剂的孔道结构，为重油或者渣油大分子的扩散提供了适宜的反应通道，在提高催化剂容金属能力的同时，防止了反应前期渣油中大分子化合物堵塞在催化剂孔口剧烈反应而引起的催化剂结焦失活，另一方面，碳膜的存在则与活性金属的两次浸渍相互补充，使得活性金属既集中分布于碳膜内部，又广泛分布于碳膜之上，有效地调节了活性金属的存在位置及分布方式，提高了活性金属的利用率。本发明方法通过各步骤的综合协调，最终制得的渣油加氢脱金属催化剂活性和稳定性均有显著提升。
附图说明
图1为实施例1所得催化剂表面的拉曼光谱；
图2为实施例2所得催化剂表面的拉曼光谱；
图3为对比例1所得催化剂表面的拉曼光谱；
图4为对比例2所得催化剂表面的拉曼光谱。
具体实施方式
本发明中，采用Thermo Scientific公司DXR Microscope型DXR显微Raman光谱仪进行催化剂的拉曼光谱表征。其中，在930cm-1附近的峰为四面体钼的峰，在960cm-1附近的峰为八面体钼的峰，四面体钼和八面体钼的含量均以同一基线下的面积计算。
本发明中，采用迈克公司ASAP-2420物理吸附仪表征催化剂的孔结构(SVD)和比表面积。
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案及效果，但并不局限于以下实施例。
实施例1
将1.5L硫酸铝的水溶液(以Al2O3计的浓度为10.0g/100mL，初始温度为75℃)由上部通入装有5L净水带搅拌器和加热套的反应釜内，1L偏铝酸钠水溶液(以Al2O3计浓度为28.0g/100mL，初始温度为110℃)由釜底部通入反应釜中，中和反应温度控制在105℃；连续加入硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液，并控制pH值为8.5，反应60分钟；并流结束后，进行一次老化，老化温度为140℃，老化时间为120分钟，老化pH值9.3；一次老化结束后，浓缩至浆液体积至5L，加入聚乙烯醇(粘度为30mPa·s)100g，加入聚乙烯醇后浆液粘度(20℃)为260mPa·s，升温至170℃，进行二次老化，老化时间为120分钟，进行洗涤、120℃干燥6h，得到干基为50wt％的干燥物I；
将椰壳原料在120℃下干燥6h，然后粉碎成200目的椰壳粉；将椰壳粉、羟丙基纤维素、氢氧化钾、干燥物I按照质量比0.5：0.5：0.5：8.5称取1000g进行混捏、成型；以30℃/h的升温速率升温至300℃，然后将成型物在300℃下热处理1h，得到干燥物II；
用第一浸渍液(MoO3的含量为58.8g/100ml，NiO的含量为11.5g/100ml，助剂磷酸中的P(以氧化物计)的加入量为浸渍液中氧化钼总质量的23.2％)喷浸干燥物II(第一浸渍液的用量为载体饱和吸水量的20％)，并在第一浸渍液中加入聚丙烯酰胺(粘度为950mPa·s)，加入后粘度为600mPa·s，其中，由第一浸渍液引入催化剂中的MoO3的量为催化剂中总MoO3负载量的40％；由第一浸渍液引入催化剂中的NiO的量为催化剂中总NiO负载量的40％，喷浸时间控制在30min以内，之后在25℃的室温下，静置干燥2h，然后将所得样品在120℃下干燥6h，在700℃下焙烧5h，其中焙烧过程的升温速率为3℃/min，得到焙烧体；
将上述所得焙烧体在碳酸氢铵的质量百分数为6.0％、淀粉的质量百分数为12.0％的水溶液中浸泡40秒后取出，在180℃条件下，空气中预氧化3小时，在氮气气氛下在600℃下碳化6小时，在焙烧体表面形成28μm厚的碳膜，得到中间体；氧化铝含量为77.2％，炭与氧化钾含量之和为12.7％。
称取中间体200g，将第二浸渍液以饱和浸渍的方式进行二次浸渍，并在第二浸渍液中加入聚丙烯酰胺(粘度为950mPa·s)，加入后粘度为400mPa·s，其中，由第二浸渍液引入催化剂中的MoO3的量为催化剂中总MoO3负载量的60％；由第二浸渍液引入催化剂中的NiO的量为催化剂中总NiO负载量的60％，喷浸时间控制在30min以内，然后在120℃下干燥6h，在350℃下焙烧3h，其中焙烧过程的升温速率为3℃/min，制得加氢脱金属催化剂CAT-1。催化剂的物化性质见表1。
实施例2
同实施例1，所不同的是加入的偏铝酸钠水溶液的初始温度为100℃、一次老化后加入聚乙烯醇(粘度为30mPa·s)110g，加入聚乙烯醇后浆液粘度(20℃)为280mPa·s；所得催化剂焙烧体在碳酸氢铵的质量百分数为9.0％、淀粉的质量百分数为18.0％的水溶液中浸泡50秒后取出，在200℃条件下，空气中预氧化4小时，在氮气气氛下在550℃下碳化5小时，在焙烧体表面形成44μm厚的碳膜，得到中间体；其中，氧化铝含量为77.0％，炭与氧化钾含量之和为12.9％。第一焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至650℃焙烧4h；第二焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至400℃焙烧4h，制得加氢脱金属催化剂CAT-2。催化剂的物化性质见表1。
实施例3
同实施例1，所不同的是将椰壳原料在120℃下干燥6h，然后粉碎成200目的椰壳粉；将椰壳粉、羟丙基纤维素、氢氧化钾、干燥物I按照质量比0.4∶0.4∶0.4∶8.8称取1000g进行混捏、成型；所得催化剂焙烧体在碳酸氢铵的质量百分数为15％、葡萄糖的质量百分数为24％的水溶液中浸泡85秒后取出，在220℃条件下，空气中预氧化5小时，在氮气气氛下在500℃下碳化4小时，在焙烧体表面形成57μm厚的碳膜，得到中间体；其中氧化铝含量为77.8％，炭与氧化钾含量之和为12.1％。第一焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至600℃焙烧3h；第二焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至450℃焙烧5h，制得加氢脱金属催化剂CAT-3。催化剂的物化性质见表1。
实施例4
同实施例1，所不同的是将将椰壳原料在120℃下干燥6h，然后粉碎成200目的椰壳粉；将椰壳粉、羟丙基纤维素、氢氧化钾、干燥物I按照质量比0.3：0.3：0.3：9.1称取1000g进行混捏、成型；所得催化剂焙烧体在碳酸氢铵的质量百分数为24％、葡萄糖的质量百分数为36％的水溶液中浸泡105秒后取出，在240℃条件下，空气中预氧化6小时，在氮气气氛下在450℃下碳化3小时，在焙烧体表面形成66μm厚的碳膜，得到中间体；其中，氧化铝含量为78.3％，炭与氧化钾含量之和为11.6％。第一焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至550℃焙烧2h；第二焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至400℃焙烧6h，制得加氢脱金属催化剂CAT-4。催化剂的物化性质见表1。
实施例5
同实施例1，所不同的是由第一浸渍液引入催化剂中的MoO3的量为催化剂中总MoO3负载量的45％；由第一浸渍液引入催化剂中的第VIII族金属氧化物的量为催化剂中总第VIII族金属氧化物负载量的45％，喷浸时间控制在30min以内；所得催化剂焙烧体在碳酸氢铵的质量百分数为9.0％、淀粉的质量百分数为18.0％的水溶液中浸泡120秒后取出，在220℃条件下，空气中预氧化5小时，在氮气气氛下在500℃下碳化4小时，在焙烧体表面形成49μm厚的碳膜，得到中间体；其中，氧化铝含量为77.5％，炭与氧化钾含量之和为10.3％。第二焙烧过程中，以3℃/min的升温速率升至400℃焙烧3h，制得加氢脱金属催化剂CAT-5。催化剂的物化性质见表1。
实施例6
同实施例1，所不同的是并流结束后，进行一次老化的温度为160℃，老化时间为140分钟，老化pH值9.5；一次老化结束后，浓缩至浆液体积至5L，加入聚乙烯醇(粘度为30mPa·s)100g，加入聚乙烯醇后浆液粘度(20℃)为240mPa·s，升温至200℃，进行二次老化，老化时间为140分钟。在焙烧体表面形成28μm厚的碳膜，得到中间体；氧化铝含量为77.2％，炭与氧化钾含量之和为12.7％。最终制得加氢脱金属催化剂CAT-6。催化剂的物化性质见表1。
对比例1
将干燥物I(同实施例1)、2.7wt％醋酸和2.5wt％的田菁粉混合、成型，150℃干燥5h，860℃焙烧4h，制备成氧化铝载体；将该载体直接浸渍含有活性金属Mo、Ni和P的饱和浸渍液，在150℃下干燥5h，然后在600℃下焙烧3h，制得加氢脱金属催化剂dCAT-1。该催化剂的物化性质见表1。
对比例2
同实施例1，所不同的是直接使用工业级的拟薄水铝石进行老化，焙烧体不进行任何碳水化合物水溶液浸泡处理，制得加氢脱金属催化剂dCAT-2。该催化剂的物化性质见表1。
对比例3
同实施例1，所不同的是将活性金属溶液直接与椰壳粉、羟丙基纤维素、氢氧化钾、干燥物I(比例同实施例1)进行混捏，制得加氢脱金属催化剂dCAT-3。该催化剂的物化性质见表1。
表1加氢催化剂的物化性质
评价试验
在200ml固定床加氢试验装置上对实施例1～6以及对比例1～3进行了活性稳定性试验，原料油性质见表2，试验条件见表3，试验结果见表4。
表2原料油性质
原料油性质 中东渣油
S，wt％ 2.58
Ni，μg/g 34.7
V，μg/g 61.8
表3试验条件
反应温度，℃ 390
反应压力，MPa 16.0
液时体积空速，h-1 0.5
氢油比，V/V 800
表4各例加氢脱金属催化剂试验结果
由表1和表4可以看出，按本发明方法制备的加氢脱金属催化剂具有较高的比表面积和孔容，且具有较高的反应活性和稳定性，能够很好地满足重质油尤其是渣油加氢脱金属过程。

Claims (19)

1.一种渣油加氢脱金属催化剂，包括碳膜包覆的中间体和负载于中间体上的第二活性组分，所述第二活性组分包括钼和第VIII族金属；所述中间体包括炭、氧化铝、氧化钾和第一活性组分，所述第一活性组分包括钼和第VIII族金属；其中，所述催化剂中，以Mo原子计，四面体钼和八面体钼含量之比为0.18～0.72，所述碳膜的厚度为0.1μm～400μm，优选1μm～180μm，进一步优选为25μm～70μm。
2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述碳膜上具有大孔，碳膜层的孔容0.9～2.0cm3/g，优选1.0～1.8cm3/g，更优选为1.0～1.4cm3/g；平均孔径40～70nm，优选50～60nm。
3.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述第一活性组分中，的第VIII族金属为镍；优选地，以中间体质量为基准，炭的质量含量为5.0％～7.0％，氧化铝的质量含量为76.0％～82.0％，氧化钾含量为5.0％～6.0％，余量为第一活性组分。
4.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，以催化剂中总MoO3质量为基准，所述第一活性组分中MoO3的含量为35.0％～65.0％，以催化剂中总VIII族金属氧化物质量为基准，所述第二活性组分中VIII族金属氧化物的含量为35.0％～65.0％。
5.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述催化剂中，以催化剂质量为基准，MoO3的含量为5.0％～15.0％，第VIII族金属氧化物的含量为1.0％～5.0％。
6.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述催化剂的比表面积为180～230m2/g，孔容为0.7～1.2mL/g，可几孔径为15～26nm，优选地，所述催化剂的比表面积为190～210m2/g，孔容为0.8～1.0mL/g，可几孔径为15～24nm。
7.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述催化剂中还包括助剂组分，所述助剂组分选自氟、磷、硅或硼中的至少一种，优选为磷，以催化剂质量为基准，助剂组分以氧化物计的含量为1.0％～4.0％。
8.权利要求1-7任一所述渣油加氢脱金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)酸性铝盐溶液与碱性铝盐溶液进行中和反应，得到浆液；
(2)将步骤(1)得到的浆液进行一次老化；一次老化后，加入水溶性高聚物J，进行二次老化，干燥，得到干燥物Ⅰ；
(3)将生物质原料与高聚物、含钾无机物、步骤(2)所得干燥物Ⅰ进行混捏、成型，热处理，得到干燥物II；
(4)以不饱和浸渍的方式，将含第一活性组分的第一浸渍液喷浸于步骤(3)所得干燥物II上，经干燥和第一焙烧，制得焙烧体；
(5)将步骤(4)所得焙烧体用碳水化合物水溶液浸泡，干燥后碳化，得到中间体；
(6)以饱和浸渍的方式，将含第二活性组分的第二浸渍液喷浸于步骤(5)中所得中间体上，经干燥和第二焙烧，制得所述催化剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性铝盐溶液与碱性铝盐溶液采用并流中和反应；所述的酸性铝盐溶液以Al2O3计的浓度为5g/100mL～25g/100mL；所述碱性铝盐溶液以Al2O3计的浓度为8g/100mL～52g/100mL；优选地，步骤(1)中，所述中和反应的温度为5～120℃，时间为30～150分钟，中和反应过程中控制浆液的pH值为6.0～10.0。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述一次老化的温度为90～240℃，时间为50～240分钟，pH值为8.5～12.0。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水溶性高聚物J1为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和甲基纤维素中的一种或几种，优选为聚乙二醇；水溶性高聚物J1的粘度为10～1000mPa·s，加入水溶性高聚物J1后浆液的粘度(20℃)为120～660mPa·s。
12.根据权利要求8或10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二次老化的温度为120～260℃，时间为45～190分钟，且二次老化的温度高于一次老化的温度30～60℃，二次老化后干燥温度为120～180℃，干燥时间为2～10h，干燥后所得干燥物Ⅰ的干基含量为45wt％～70wt％。
13.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述生物质原料选自木材、果壳、淀粉、竹材或其他生物质原料中的一种或几种，所述生物质原料的粒度为100～450目，优选200～400目；和/或，所述高聚物为纤维素、树脂中的一种或者多种，优选羟丙基纤维素、甲基纤维素、酚醛树脂中的一种或几种；所述含钾无机物为碳酸钾、氢氧化钾、氧化钾中的一种或几种；和/或，步骤(5)中，所述的碳水化合物溶液优选为淀粉和/或单糖的水溶液，溶液中淀粉和/或单糖的质量百分比为10.0％～40.0％；所述的单糖包括葡萄糖、核糖、果糖、麦芽糖中的一种或几种。
14.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述生物质原料、高聚物、含钾无机物的总质量与干燥物Ⅰ的质量比为1：5～15；和/或，步骤(3)中，所述热处理的条件为：在100～400℃下处理0.5～3.0h，其中升温至热处理所需温度采用的升温速率为20～120℃/h。
15.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述不饱和浸渍，第一浸渍液用量占干燥物Ⅱ饱和吸水量的10％～40％。
16.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第一浸渍液引入含有氟、磷、硅或硼中的至少一种助剂，助剂以氧化物计的加入量为第一浸渍液中氧化钼总质量的18％～28％，优选为20％～25％。
17.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述干燥温度为20～200℃，干燥时间为2～12h，所述第一焙烧温度为500～750℃，焙烧时间2～6h，焙烧气氛为惰性气氛或水蒸气，优选为水蒸气；和/或，步骤(6)中，干燥温度为120～200℃，干燥时间为2～12h，第二焙烧温度为350～450℃，焙烧时间2～6h，焙烧气氛为惰性气氛或水蒸气，优选为水蒸气。
18.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的碳水化合物溶液中加入碳酸氢铵作为扩孔剂，碳酸氢铵在溶液中的质量百分比为5.0％～25.0％，所述浸泡为浸泡30秒～240秒，优选为40秒～120秒。
19.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的碳化条件为：在空气中，温度为150～280℃，优选170～260℃的条件下进行预氧化2～18小时，优选2～12小时；然后在氮气气氛下，温度为400～650℃，优选450～600℃条件下，条件下碳化1～8小时。
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