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CN116478721A - 一种重油加氢处理催化剂的级配方法和应用 - Google Patents

一种重油加氢处理催化剂的级配方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重油加氢处理催化剂的级配方法和应用。该方法包括依次串联的至少两个反应器，沿物流方向的第一个反应器记为第一反应器；在第一反应器内沿物流方向依次装填至少一种加氢保护催化剂、至少一种第一加氢脱金属催化剂、至少一种第二加氢脱金属催化剂；任一第二加氢脱金属催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量均分别大于与其相邻的上游催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量。该级配方法应用于重油加氢反应中，可降低催化剂上金属杂质和积碳的沉积，减缓催化剂失活速度，提高整个体系的脱金属、脱硫和脱残炭稳定性，延长催化剂的运行周期。

Description

一种重油加氢处理催化剂的级配方法和应用
技术领域
本发明属于重油加氢处理领域，具体地涉及一种重油加氢处理催化剂的级配方法和应用，该级配方法特别适用于金属杂质和康氏残炭含量较高的渣油加氢处理过程。
背景技术
重油加氢处理在增产轻质油品的同时可满足更严格的环保法规要求，是帮助炼油商应对当前市场需求的有效技术方案之一。当前，工业上渣油加氢处理应用最广泛、最成熟的工艺是固定床加氢工艺。通常工业装置至少由两个反应器(脱金属反应器和脱硫反应器)构成。
由于重油特别是渣油成分复杂，含有大量杂质，特别是金属Ni、V、Fe、Ca、Na等对脱硫催化剂和脱残炭催化剂有毒化作用，因此，重油加氢处理一般采用“催化剂组合装填技术”，逐步降低进料中的金属含量，以保护下游高活性的加氢脱硫、脱氮/脱残炭催化剂，即使用两种或两种以上不同功能催化剂。所述功能催化剂包括加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮/脱残炭催化剂等。常规的催化剂级配装填原则为：沿原料物流方向，催化剂活性组分含量逐渐增大，孔径逐渐减小，颗粒粒度逐渐减小，空隙率逐渐减小。
US4447314提出了一种双催化剂系统用于渣油加氢处理过程。第一种催化剂为大孔催化剂，第二种催化剂为小孔催化剂。原料首先通过第一种催化剂，再顺序通过第二种催化剂以实现渣油的脱金属和脱硫。
US4306964公开了一种渣油脱金属的方法。该方法是使该油相继地与三段或多段具有相继减少的平均孔径和相继增加的比表面积的催化剂接触，第一段催化剂具有至少60％的孔径为(10-20nm)的孔的孔体积，最高到5％的孔径大于/>(50nm)的孔的孔体积，比表面积最高到120m2/g，第二段催化剂具有至少40％的孔径为/>(5-10nm)的孔的孔体积，比表面积为120-180m2/g，最后一段催化剂具有至少60％的孔径为(3-8nm)的孔的孔体积，比表面积至少200m2/g。
CN1197105A公开了一种加氢处理含金属污染物的烃类原料的方法。该方法是在氢气存在下，使原料与第一催化剂、第二催化剂、第三催化剂中的一个或多个催化剂床层接触。各床层催化剂的性质、功能不同。实际上，沿物流方向，催化剂活性逐渐变大，孔径逐渐减小，是常规的先脱金属，再脱硫，最后脱氮的加氢处理过程。该方法可逐级降低进料中的金属含量，以保护下游高活性的加氢脱硫、脱氮催化剂。其缺点是反应器下部的温升高，氢气纯度低，金属杂质和积碳在反应器下部的沉积严重，会制约重油加氢装置长周期运转。尤其是在加工金属和康氏残炭含量较高的劣质渣油时，极易造成孔口阻塞导致催化剂活性衰减很快，稳定性变差。
CN1393518A公开了一种渣油加氢处理催化剂的级配方法，。该方法是把脱硫或脱氮反应区各分为两个或两个以上催化剂床层，且在两个床层之间增设一个混合过渡床层，脱硫反应区或脱氮反应区的催化剂级配方法不同于常用的级配方法，采用沿物流方向催化剂的活性逐渐降低的原则，改变脱硫催化剂、脱氮催化剂床层的级配，并在床层之间增设一个过渡催化剂床层，使得催化剂每个床层温升更加平稳。与传统的方法相比，该方法每个催化剂床层温升容易控制，反应区不会出现热点，且大大减少了氢耗。但未能解决金属杂质和积碳在反应器下部的过量沉积导致催化剂活性衰减快的问题。
发明内容
针对金属杂质和积碳在反应器下部的过量沉积导致催化剂活性衰减快等问题，本发明提供了一种重油加氢处理催化剂的级配方法和应用。本发明的级配方法应用于重油加氢反应中，可降低催化剂上金属杂质和积碳的沉积，减缓催化剂失活速度，提高整个体系的脱金属、脱硫和脱残炭稳定性，延长催化剂的运行周期。
本发明第一方面提供了一种重油处理加氢催化剂的级配方法，包括依次串联的至少两个反应器，沿物流方向的第一个反应器记为第一反应器；在第一反应器内沿物流方向依次装填至少一种加氢保护催化剂、至少一种第一加氢脱金属催化剂、至少一种第二加氢脱金属催化剂；任一第二加氢脱金属催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量均分别大于与其相邻的上游催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量。
根据本发明，所述第二加氢脱金属催化剂的装填方式是指相对于与第二加氢脱金属反应区相邻的第一加氢脱金属反应区装填的第一加氢脱金属催化剂，第二加氢脱金属反应区装填的各第二加氢脱金属催化剂的装填方式为沿着反应物流方向，粒径由小到大，孔径由小到大，空隙率由小到大，活性金属含量由低到高。
根据本发明，所述第二加氢脱金属催化剂的装填方式为沿着物流方向，催化剂的粒径由小到大，孔径由小到大，空隙率由小到大，活性金属含量由低到高。
根据本发明，所述加氢保护催化剂为多种加氢保护催化剂的组合装填，优选为2～4种。
根据本发明，优选地，所述第一加氢脱金属催化剂为2～4种。
根据本发明，优选地，所述第二加氢脱金属催化剂为2～4种。优选地，每种催化剂的装填体积占第二加氢脱金属反应区装填催化剂总体积的至少5％，优选为10％～70％，进一步优选为20％～60％。
根据本发明，加氢保护催化剂和第一加氢脱金属催化剂的装填方式为常规装填，可以按照常规级配原则进行装填，即沿着物流方向，粒径由大到小，孔径由大到小，空隙率由大到小，活性金属含量由低到高。
根据本发明，以第一反应器催化剂的总体积为基准，加氢保护催化剂占10％～60％的体积，优选20％～50％的体积；第一加氢脱金属催化剂占10％～50％的体积，优选30％～50％的体积；第二加氢脱金属催化剂占10％～50％的体积，优选20％～30％的体积。
根据本发明，所述加氢保护催化剂的组成包括：以多孔氧化物为载体，以第VIB族金属和/或第VIII族金属为活性金属组分。以加氢保护催化剂的质量为基准，以氧化物计活性金属的含量为0wt％～10wt％，载体的含量为90wt％～100wt％。所述多孔氧化物优选氧化铝。第VIB族金属为选自Mo和W中的至少一种；第VIII族金属为选自Co和Ni中的至少一种。优选地，可选择加入P、B、Si、F、Ti和Zr中的一种或几种为助剂。
根据本发明，所述第一加氢脱金属催化剂的组成包括：以多孔氧化物为载体，以第VIB族金属和/或第VIII族金属为活性金属组分。以第一加氢脱金属催化剂的质量为基准，以氧化物计活性金属的含量为5wt％～12wt％，载体的含量为88wt％～95wt％。所述多孔氧化物优选氧化铝。第VIB族金属为选自Mo和W中的至少一种；第VIII族金属为选自Co和Ni中的至少一种。优选地，可选择加入P、B、Si、F、Ti和Zr中的一种或几种为助剂。
根据本发明，所述第二加氢脱金属催化剂的组成包括：以多孔氧化物为载体，以第VIB族金属和/或第VIII族金属为活性金属组分。以第二加氢脱金属催化剂的质量为基准，以氧化物计活性金属的含量为8wt％～16wt％，载体的含量为84wt％～92wt％。所述多孔氧化物优选氧化铝。第VIB族金属为选自Mo和W中的至少一种；第VIII族金属为选自Co和Ni中的至少一种。优选地，可选择加入P、B、Si、F、Ti和Zr中的一种或几种为助剂。
根据本发明，以氧化物计，任一第二加氢脱金属催化剂的活性金属含量高于相邻的上游催化剂的活性金属含量；优选地，以氧化物计，任一第二加氢脱金属催化剂的活性金属重量含量比相邻的上游催化剂的活性金属重量含量高0.7～6.0个百分点。
根据本发明，优选地，所述第二加氢脱金属催化剂中的活性金属包括Mo和Ni；与第二加氢脱金属催化剂相邻的第一加氢脱金属催化剂中的活性金属包括Mo和Ni；所述第一加氢脱金属催化剂的组成包括，以第一加氢脱金属催化剂的质量为基准，氧化铝的含量为88wt％～95wt％，以氧化物计，Mo的含量为3.8wt％～10wt％，Ni的含量为1.2wt％～2wt％；所述第二加氢脱金属催化剂的组成包括以第二加氢脱金属催化剂的质量为基准，氧化铝的含量为84wt％～92wt％，以氧化物计Mo的含量为6.5wt％～13.5wt％，Ni的含量为1.5wt％～3.5wt％。优选地，以氧化物计，任一第二加氢脱金属催化剂比其相邻的上游催化剂中的Mo重量含量高0.3～4个百分点，优选高0.3～3个百分点，Ni重量含量高0.4～2.0个百分点，优选高0.4～1.5个百分点。
根据本发明，所述加氢保护催化剂的粒径为1.5～10mm，孔径为10～100nm，空隙率45.0％～60.0％。
根据本发明，所述第一加氢脱金属催化剂剂的粒径为1.0～2.5mm，孔径为10～30nm，空隙率42.0％～46.0％。
根据本发明，所述第二加氢脱金属剂催化剂的粒径为1.5～2.7mm，孔径为15～33nm，空隙率44.0％～47.0％。
根据本发明，任一第二加氢脱金属催化剂的粒径大于其相邻的上游催化剂的粒径。优选地，相邻两种催化剂的粒径相差至少0.3mm，优选为0.3～1.0mm。
根据本发明，任一第二加氢脱金属催化剂的孔径大于其相邻的上游催化剂的孔径。优选地，相邻两种催化剂的孔径相差至少1.5nm，优选为1.5nm～5nm。
根据本发明，任一第二加氢脱金属催化剂的空隙率大于其相邻的上游催化剂的空隙率。优选地，相邻两种催化剂的空隙率相差至少0.3个百分点，优选为0.5～3个百分点。
根据本发明，按常规方法，在第二加氢脱金属催化剂之后，沿物流方向还可以包括至少一种加氢脱硫催化剂。也可以包括至少一种加氢脱残炭催化剂。加氢脱硫催化剂和加氢脱残炭催化剂装填在除第一反应器外的其他反应器中，可以采用一个反应器，也可以采用多个反应器。
根据本发明，优选地，加氢脱硫催化剂的上游可以装填加氢脱金属催化剂。所述加氢脱金属催化剂不在第一反应器。加氢脱硫催化剂上游装填加氢脱金属催化剂的作用是为了实现更好的活性过渡。
根据本发明，所述级配方法中的反应器个数为2～5个。
根据本发明，优选地，加氢脱硫催化剂装填2～3种。
根据本发明，加氢脱硫催化剂和加氢脱残炭催化剂按照常规级配原则进行催化剂装填，即沿着物流方向，催化剂的粒径由大到小，孔径由大到小，空隙率由大到小，活性金属含量由低到高。
根据本发明，所述加氢脱硫催化剂和加氢脱残炭催化剂的组成各自独立地包括：以多孔氧化物为载体，以第VIB族金属和/或第VIII族金属为活性金属组分。以催化剂的质量为基准，以氧化物计活性金属占15wt％～25wt％，载体占75wt％～85wt％。所述多孔氧化物优选氧化铝。第VIB族金属为选自Mo和W中的至少一种；第VIII族金属为选自Co和Ni中的至少一种。优选地，可选择加入P、B、Si、F、Ti和Zr中的一种或几种为助剂。
根据本发明，所述级配方法中，第一反应器内催化剂和其他反应器内催化剂的装填体积比可以按照常规设置。其中，第一反应器内催化剂的装填体积占所有反应器催化剂总装填体积的20％～50％。
根据本发明，所述级配方法中的催化剂可采用现有技术中的常规方法进行制备或商用催化剂。优选地，第一加氢脱金属催化剂选用商用催化剂，第二加氢脱金属催化剂通过选用商用催化剂载体负载上活性金属制备。
根据本发明，各反应器内催化剂装填一般采用布袋式装填或密相装填，催化剂的装填方式均为本领域中的常规装填方式。
本发明第二方面提供上述加氢处理催化剂级配方法在重油加氢反应中的应用。
根据本发明，所述应用中，各反应器的操作条件各自独立地为：平均反应温度330℃～450℃，优选350℃～430℃，更优选360℃～420℃；反应氢分压8.0MPa～20.0MPa，优选10.0MPa～18.0MPa，更优选12.0MPa～18.0MPa；液时体积空速为0.15h-1～3.0h-1，优选0.2h-1～2.0h-1，更优选0.2h-1～1.2h-1；氢油体积比300～1500，优选400～1300，更优选500～1000。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中，所述加氢催化剂级配方法包括依次串联的至少两个反应器，沿物流方向的第一个反应器记为第一反应器；在第一反应器内沿物流方向依次装填至少一种加氢保护催化剂、至少一种第一加氢脱金属催化剂、至少一种第二加氢脱金属催化剂；任一第二加氢脱金属催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量均分别大于与其相邻的上游催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量。加氢催化剂的失活主要是由于金属杂质的沉积和积炭结焦造成。渣油加氢反应是放热反应，顺着物流方向，反应区温度逐渐升高，且非理想组分增多，氢气浓度降低，致使反应器底部的温度高，氢气浓度低。而催化剂的积碳生成反应对温度和氢气浓度非常敏感，造成反应器下部催化剂积碳通常较上部严重，催化剂床层易结焦，特别是对于反应器下部高活性孔径较小的催化剂床层，结焦更为明显。同时由于颗粒粒径、孔径和空隙率都较小，随着金属杂质的不断沉积，催化剂孔道易阻塞，催化剂失活较快，稳定性不好。本发明中将位于反应器下部的第二加氢脱金属催化剂的孔径和空隙率都大于位于反应器上部的第一加氢脱金属催化剂，且第二加氢脱金属催化剂的装填顺序按照逆序装填，催化剂孔道不易阻塞，催化剂失活速度慢，稳定性更好。同时，和常规级配方法相比，该段催化剂负载更高的金属含量，这样通过提高活性金属组分的含量，提升加氢性能，充分保证整个催化剂系统的反应活性。本发明的催化剂级配组合可充分发挥反应器下部区域催化剂的作用，降低催化剂上金属杂质和积碳的沉积，减缓催化剂失活速度，提高整个体系的脱金属、脱硫和脱残炭稳定性，延长催化剂的运行周期。
2、本发明中，所述级配方法适应用于重油加氢反应。所述级配方法，可降低催化剂上金属杂质和积碳的沉积，减缓催化剂失活速度，提高整个体系的脱金属、脱硫和脱残炭稳定性，延长催化剂的运行周期。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围不受实施例的限制。
本发明中，催化剂的粒径用游标卡尺测量。
本发明中，孔径采用低温N2吸附法，仪器为ASAP2420型全自动物理吸附仪。所述孔径为可几孔径。
本发明各例中，加氢保护催化剂为FZC-11A、FZC-12B。第一加氢脱金属催化剂为FZC-103E、FZC-201，第二加氢脱金属催化剂为C-A-1、C-A-2、FZC-28。加氢脱金属催化剂为FZC-204A。加氢脱硫催化剂为FZC-33。加氢脱残炭催化剂为FZC-41。上述催化剂中C-A-1、C-A-2为自制第二加氢脱金属催化剂，其余催化剂均为大连石油化工研究院开发的全系列渣油加氢处理催化剂。
本发明各例中，C-A-1的制备方法为：取氧化铝载体150g(大连石油化工研究院FZC-28A载体，吸水率1.10mL/g，粒径为1.6mm，可几孔径为17.6nm，空隙率44.7％)，采用饱和喷浸方法负载活性金属组分Mo、Ni。喷浸液为：20.8g钼酸铵(MoO3含量为82wt％)、16.2g硝酸镍(NiO含量25wt％)、氨水溶液162mL(浓度为15wt％)。均化10分钟后，在120℃下干燥3小时，再在500℃空气中焙烧3小时，制得催化剂。其中MoO3含量为9.8wt％，NiO含量为2.4wt％。
本发明各例中，C-A-2催化剂制备方法如下：
取氧化铝载体150g(大连石油化工研究院FZC-103E载体，吸水率1.14mL/g，粒径为1.9mm，孔径为21.6nm，空隙率45.4％，)，采用饱和喷浸方法负载活性金属组分Mo、Ni。喷浸液为：21.2g钼酸铵(MoO3含量为82wt％)、18.8g硝酸镍(NiO含量25wt％)、氨水溶液162mL(浓度为15wt％)。均化10分钟后，在120℃下干燥3小时，再在500℃空气中焙烧3小时，制得催化剂。其中MoO3含量为10.1wt％，NiO含量为2.8wt％。
本发明各例中，第一反应器内第二加氢脱金属催化剂的装填方式为：沿着物流方向，催化剂的粒径由小到大，孔径由小到大，空隙率由小到大，活性金属含量由低到高。任一种第二加氢脱金属催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属组分含量均分别大于其相邻的上游催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属组分含量。
本发明各例中，在三个串联的反应器上进行试验。沿着物流方向，依次为一反、二反、三反。反应器内的物流方向为自上而下。一反、二反、三反催化剂装填体积比例均为30∶35∶35。其中，二反和三反的催化剂装填方法相同，一反催化剂装填方法不同。
本发明各例中，催化剂的主要物化性质见表1～3。评价催化剂体系的原料油的主要性质列于表4。级配催化剂的测评条件见表5。相对脱除率测评结果见表6、7。
实施例1
在有三个反应器3立升的试验装置上进行试验。各反应器催化剂的装填情况为：
一反自上而下装填FZC-11A、FZC-12B、FZC-103E、FZC-201、C-A-1，装填比例(V)为：1∶2.5∶2∶2.5∶2；二反自上而下装填FZC-204A、FZC-33，装填体积比为1.5∶1；三反装填催化剂FZC-41。一反、二反、三反催化剂装填体积比例为30∶35∶35。催化剂主要性质见表1。
表1催化剂主要物化性质
测评上述加氢处理催化剂级配方法在渣油加氢反应中的应用。在进渣油稳定运转400小时、1000小时、3000小时试验结果见表6。
实施例2
本例给出一种催化剂级配体系的制备组合过程。在有三个反应器3立升的试验装置上进行试验。
各反应器催化剂的装填情况为：
一反催化剂FZC-11A、FZC-12B、FZC-103E、FZC-201、C-A-1，装填比例(V)为：1.0∶2.0∶2.0∶2.0∶3.0。二反和三反的催化剂装填方法同实施例1。一反、二反、三反催化剂装填体积比例同实施例1。催化剂主要性质见表1。
测评上述加氢处理催化剂级配方法在渣油加氢反应中的应用。在进渣油稳定运转400小时、1000小时、3000小时试验结果见表7。
实施例3
本例给出一种催化剂级配体系的制备组合过程，在有三个反应器3立升的试验装置上进行试验。
各反应器催化剂的装填情况为：
一反自上而下装填催化剂FZC-11A、FZC-12B、FZC-103E、FZC-201、C-A-1和C-A-2，装填比例(V)为：1∶2.5∶2∶2.5∶1∶1。二反和三反的催化剂装填方法同实施例1。一反、二反、三反催化剂装填体积比例同实施例1。催化剂主要性质见表2。
表2催化剂主要物化性质
测评上述加氢处理催化剂级配方法在渣油加氢反应中的应用。在进渣油稳定运转400小时、1000小时、3000小时试验结果见表6。
实施例4
本例给出一种催化剂级配体系的制备组合过程，在有三个反应器3立升的试验装置上进行试验。
各反应器催化剂的装填情况为：
一反自上而下装填催化剂FZC-11A、FZC-12B、FZC-103E、FZC-201、C-A-1和C-A-2，装填比例(V)为：1.0∶2.0∶2.0∶2.0∶2.0∶1.0。二反和三反的催化剂装填方法同实施例1。一反、二反、三反催化剂装填体积比例同实施例1。催化剂主要性质见表2。
测评上述加氢处理催化剂级配方法在渣油加氢反应中的应用。在进渣油稳定运转400小时、1000小时、3000小时试验结果见表7。
对比例1
在有三个反应器3立升的试验装置上进行试验。
各反应器催化剂的装填情况为：
一反自上而下装填FZC-11A、FZC-12B、FZC-103E、FZC-201、FZC-28装填比例(V)为：1∶2.5∶2∶2.5∶2；二反和三反的催化剂装填方法同实施例1。一反、二反、三反催化剂装填体积比例同实施例1。催化剂主要性质见表3。
表3催化剂主要物化性质
测评上述加氢处理催化剂级配方法在渣油加氢反应中的应用。在进渣油稳定运转400小时、1000小时、3000小时试验结果见表6。
对比例2
本例给出一种催化剂级配体系的制备组合过程。在有三个反应器3立升的试验装置上进行试验。
各反应器催化剂的装填情况为：
一反催化剂FZC-11A、FZC-12B、FZC-103E、FZC-201、FZC-28，装填比例(V)为：1.0∶2.0∶2.0∶2.0∶3.0；二反和三反的催化剂装填方法同实施例1。一反、二反、三反催化剂装填体积比例同实施例1。催化剂主要性质见表3。
测评上述加氢处理催化剂级配方法在渣油加氢反应中的应用。在进渣油稳定运转400小时、1000小时、3000小时试验结果见表7。
表4原料油性质
原料油性质 沙中常渣
密度(20℃)/kg·m-3 983.5
Ni+V/μg·g-1 108.8
S,wt％ 3.3
CCR，wt％ 14.5
表5各例加氢操作条件
一反 二反 三反
平均反应温度，℃ 370 375 385
反应氢分压，MPa 15.7 15.7 15.7
液时体积空速，h-1 0.22 0.22 0.22
氢油体积比 850 850 850
表6实施例与对比例的反应性能对比
表7实施例与对比例的反应性能对比
由表4可以看出，400h实施例1、3和对比例1的催化剂初期活性大致相当。随着运转时间的延长，实施例1和3的脱金属率和脱残炭率均高于对比催化剂组合；并且脱除率的衰减程度均小于对比例。脱硫率与对比例大致相当。相比而言，实施例3的400h初期反应性能略低于实施例1，但3000h的中期反应性能优于实施例1。
由表5可以看出，实施例2和实施例4反应性能与表4所给出的实施例1和实施例3组合表现出类似的规律。400h实施例2和4与对比例2的催化剂初期活性大致相当。随着运转时间的延长，实施例2和4的脱金属率和脱残炭率均高于对比例2催化剂组合；并且脱除率的衰减程度均小于对比例。脱硫率与对比例大致相当。相比而言，实施例4的400h初期反应性能略低于实施例2，但3000h的中期反应性能优于实施例2。总的来说，本发明的催化剂组合方法提高了整个体系稳定性。

Claims (12)

1.一种重油加氢处理催化剂的级配方法，包括依次串联的至少两个反应器，沿物流方向的第一个反应器记为第一反应器；在第一反应器内沿物流方向依次装填至少一种加氢保护催化剂、至少一种第一加氢脱金属催化剂、至少一种第二加氢脱金属催化剂；任一第二加氢脱金属催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量均分别大于与其相邻的上游催化剂的粒径、孔径、空隙率、活性金属含量。
2.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，以第一反应器催化剂的总体积为基准，加氢保护催化剂占10％～60％的体积，优选20％～50％的体积；
和/或，第一加氢脱金属催化剂占10％～50％的体积，优选30％～50％的体积；
和/或，第二加氢脱金属催化剂占10％～50％的体积，优选20％～30％的体积。
3.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，所述第二加氢脱金属催化剂为2～4种。
4.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，所述第一加氢脱金属催化剂的组成包括：以多孔氧化物为载体，以第VIB族金属和/或第VIII族金属为活性金属组分；以第一加氢脱金属催化剂的质量为基准，以氧化物计活性金属的含量为5wt％～12wt％，载体的含量为88wt％～95wt％；
所述第二加氢脱金属催化剂的组成包括：以多孔氧化物为载体，以第VIB族金属和/或第VIII族金属为活性金属组分；以第二加氢脱金属催化剂的质量为基准，以氧化物计活性金属的含量为8wt％～16wt％，载体的含量为84wt％～92wt％。
5.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，以氧化物计，任一第二加氢脱金属催化剂的活性金属重量含量比相邻的上游催化剂的活性金属重量含量高0.7～6.0个百分点。
6.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，所述第二加氢脱金属催化剂中的活性金属包括Mo和Ni；与第二加氢脱金属催化剂相邻的第一加氢脱金属催化剂中的活性金属包括Mo和Ni；
优选地，所述第一加氢脱金属催化剂的组成包括，以第一加氢脱金属催化剂的质量为基准，氧化铝为88wt％～95wt％，以氧化物计，Mo的含量为3.8wt％～10wt％，Ni的含量为1.2wt％～2wt％；所述第二加氢脱金属催化剂的组成包括以第二加氢脱金属催化剂的质量为基准，氧化铝的含量为84wt％～92wt％，以氧化物计Mo的含量为6.5wt％～13.5wt％，Ni的含量为1.5wt％～3.5wt％；
进一步优选，以氧化物计，任一第二加氢脱金属催化剂比其相邻的上游催化剂中的Mo重量含量高0.3～4个百分点，优选高0.3～3个百分点，Ni重量含量高0.4～2.0个百分点，优选高0.4～1.5个百分点。
7.根据权利要求1-6任一所述级配方法，其特征在于，任一第二加氢脱金属催化剂的粒径大于其相邻的上游催化剂的粒径；优选地，相邻两种催化剂的粒径相差至少0.3mm，优选为0.3～1.0mm。
8.根据权利要求1-6任一所述级配方法，其特征在于，任一第二加氢脱金属催化剂的孔径大于其相邻的上游催化剂的孔径；优选地，相邻两种催化剂的孔径相差至少1.5nm，优选为1.5nm～5.0nm。
9.根据权利要求1-6任一所述级配方法，其特征在于，任一第二加氢脱金属催化剂的空隙率大于其相邻的上游催化剂的空隙率；优选地，相邻两种催化剂的空隙率相差至少0.3个百分点，优选为0.5～3个百分点。
10.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，所述第一加氢脱金属催化剂剂的粒径为1.0～2.5mm，孔径为10～30nm，空隙率42.0％～46.0％。
11.根据权利要求1所述级配方法，其特征在于，所述第二加氢脱金属剂催化剂的粒径为1.5～2.7mm，孔径为15～33nm，空隙率44.0％～47.0％。
12.一种权利要求1～11任一项所述级配方法在重油加氢反应中的应用。
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