Brevet FR2614311A1 — publié le 19881028

Catalyseur d'hvdrodémétallisation et d'hvdroconversion de charges d'alimentation 'd'hydro- carbure lourd et procédé de préparation de celui-ci. La présente invention est relative à un catalyseur amélioré destiné à être utilisé dans l'hydrodémétallisation et l'hydroconversion de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd, ainsi qu'à un procédé de préparation de celui-ci et elle se rapporte plus particulièrement à un catalyseur amélioré comportant deux phases distinctes disposées sur un support réfractaire, la première phase retenant de manière efficace les métaux éliminés de la charge d'alimentation et la deuxième phase ayant une bonne activité catalytique d'hydrogénation lors du traitement de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd. Des opérations telles qu'un traitement par l'hydrogène d'hydrocarbures lourds ont été réalisées jusqu'à maintenant en présence de catalyseurs comprenant des éléments du Groupe VIII et du Groupe VIB disposés sur un support d'oxyde réfractaire. Ces types de catalyseurs présentent un certain nombre d'inconvénients. Par exemple, au cours du traitement par l'hydrogène de charges d'alimentation lourdes, la durée de vie de la plupart des catalyseurs classiques, est raccourcie par une désactivation rapide. La première cause de la désactivation, est le dépôt de coke sur le catalyseur. On peut éviter des dépôts de coke en améliorant l'activité d'hydrogénation du catalyseur. La deuxième cause de la désactivation est dûe à des dépôts de métal sur le catalyseur. La plupart des brevets concernant les catalyseurs de démétallisation améliorés se rapportent à des profils de distribution particuliers de la taille des pores du catalyseur. On a trouvé dans l'art antérieur qu'un catalyseur ayant une structure à macropores peut en général accumuler des quantités plus importantes de métaux. Afin d'obtenir cette structure à macropores, plusieurs approches ont été proposées dans l'art antérieur. Une de celles-ci consiste à faire varier la forme et la taille des particules de catalyseur ainsi que la surface spécifique et la porosité du support de catalyseur. On trouve des exemples dans les brevets suivants: US-A-4 014 821, US-A-4 082 695, US-A-4 102 822, US-A-4 297 242, US-A-4 328 127, US-A-4 351 717, US-A- 4 411 771, US-A-4 414 141. La structure poreuse optimum s'avère être bien connue dans l'art antérieur. La structure poreuse optimum étant établie, l'étape suivante consiste donc à optimiser la préparation ainsi que la composition chimique du catalyseur. Les brevets relatifs à des variations de la préparation et de la comporsition chimique, sont les suivants: US-A-3 898 155, US-A-3 931 052, US-A-3 985 684, US-A-4 344 867 et GB 2 032 795. Les trois premiers brevets mettent en oeuvre l'incorporation d'un troisième élément dans le catalyseur n'appartenant pas aux éléments du Groupe VIB et du Groupe VIII. Le brevet US-A-4 344 867 se rapporte à un traitement chimique d'un support de catalyseur. Le brevet GB 2 032 795 supprime l'élément du Groupe VIB de la composition et il propose un procédé d'imprégnation du support pour la préparation du catalyseur. Tous ces brevets sont toutefois basés sur le fait que des pores plus gros peuvent accumuler des quantités plus importantes de métaux. Ainsi, bien que l'on puisse obtenir une certaine amélioration de de la démétallisation en utilisant ces catalyseurs, l'accroissement de la démétallisation est en général accompagné par une perte de l'activité d'hydrogénation. En conséquence, un but principal de la présente invention consiste à fournir un catalyseur et un procédé de préparation de celui-ci, ce dernier ayant simultanément de bonnes activités de démétallisation et 3 2 6 1 2614311 d'hydrogénation lors du traitement de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd. Un but particulier de la présente invention consiste à fournir ur catalyseur et un procédé de préparation de celui-ci ainsi que cela est mentionné ci- dessus, le catalyseur comportant deux phases distinctes à base de métal, déposées sur un support réfractaire. Un autre but de la présente invention consiste à fournir un catalyseur et un procédé de préparation de celui-ci comme cela est mentionné ci-dessus, la première phase étant une phase de démétallisation et la deuxième phase étant une phase d'hydrogénation. Encore un autre but de la présente invention consiste à fournir un catalyseur et un procédé. de préparation de celui-ci ainsi que cela est mentionné ci- dessus, dans lequel le rapport en poids des phases mesuré à l'aide d'un spectre Mossbauer, est ajusté. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront ci-dessous. Conformément à la présente invention, on atteint facilement les buts et on obtient facilement les avantages précités. La présente invention a pour objet un catalyseur amélioré destiné à être utilisé pour l'hydrodémétallisation et l'hydroconversion de charges d'alimentations d'hydrocarbure lourd ainsi qu'un procédé de préparation de celui-ci et plus particulièrement, un catalyseur amélioré comportant deux phases distinctes disposées sur un support réfractaire, la première phase retenant efficacement les métaux éliminés de la charge d'alimentation et la deuxième phase ayant une bonne activité catalytique d'hydrogénation dans le traitement de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd. Le catalyseur de la présente invention comprend un support réfractaire sur lequel sont disposées une première phase de démétallisation et une deuxième phase d'hydrogénation, 4 2614311 la première phase de démétallisation étant choisie parmi l'oxyde de fer, le sulfure de fer et des mélanges de ceux-ci, et la deuxième phase étant choisie parmi les oxydes de fer et de métal du Groupe VIB, les sulfures de fer et d'un élément du Groupe VIB ainsi que les mélanges de ceux-ci, le rapport en poids de la première phase à la deuxième phase, mesuré à l'aide d'un spectre Mossbauer étant d'environ 0,1 à 8,0, le fer étant présent selon une quantité d'environ 4 à 20% en poids et le métal du Groupe VIB étant présent selon une quantité d'environ 0,1 à 8% en poids et le rapport atomique du fer au métal du Groupe VIB étant d'environ 0,3 à 20. Conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, le support réfractaire est choisi parmi l'alumine, la silice, l'oxyde de titane et les mélanges de ceux-ci, et il a la distribution suivante de la taille des pores: Diamètre à 500 A (10-10 m): de 0 à 10% du volume des pores. Dans le procédé de préparation du catalyseur, on prévoit un support réfractaire, on procède à une première imprégnation du support réfractaire avec une solution acide de nitrate de fer de façon à obtenir une composition d'environ 4 à 20% en poids de fer dans le catalyseur final, on filtre, on sèche et on calcine le support imprégné; on pratique une deuxième imprégnation du support imprégné au fer filtré, séché et calciné, avec une solution contenant un composant métallique du Groupe VIB de façon a obtenir une composition d'environ 0,1 à 8% en poids de composant métallique du Groupe VIB dans le catalyseur final, et on filtre, on sèche et on calcine le support imprégné. Dans le procédé de traitement de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd avec le catalyseur de la présente invention, on met en contact la charge d'alimentation avec le catalyseur de la présente invention à une température d'environ 150 à 500'C sous une pression d'environ 30,39.105 à 253,25.105 Pa et à une vitesse spatiale horaire du liquide (VSHL) d'environ 0,1 à 25 h-1 a l'intérieur d'un réacteur. Le catalyseur de la présente invention est capable de retenir des métaux éliminés de la charge d'alimentation d'hydrocarbure lourd, dans la phase de démétallisation disposée sur le support réfractaire. La phase d'oxyde de fer et/ou de sulfure de fer peut accueillir des quantités importantes de métaux sans accumuler des métaux dans les pores ce qui permet d'éviter ainsi une modification de la structure et une diminution correspondante de l'activité. Le catalyseur permet d'effectuer simultanément une démétallisation et une hydrogénation meilleures par rapport aux catalyseurs connus jusqu'à maintenant. La démétallisation et l'hydrogénation efficaces simultanées d'une charge d'alimentation d'hydrocarbure lourd, peut être réalisée en utilisant le catalyseur de la présente invention. Le terme "démétallisation" (HDM) tel qu'il est utilisé ici désigne l'élimination d'au moins 70% des métaux présents dans la charge d'alimentation lourde par passage de la charge d'alimentation à travers une zone réactionnelle contenant le catalyseur de la présente invention. Le catalyseur de la présente invention comprend un support réfractaire comportant une première phase de démétallisation et une deuxième phase d'hydrogénation disposées sur celui-ci, la première phase de démétallisation étant choisie parmi l'oxyde de fer, le sulfure de fer et des mélanges de ceux-ci, et la deuxième phase étant choisie parmi les oxydes de fer et d'un métal 6 2 IqI614311 du Groupe VIB, les sulfures de fer et d'un métal du Groupe VIB et des mélanges de ceux-ci, le rapport en poids de la première phase à la deuxième phase, mesuré à l'aide d'un spectre Mossbauer, étant de 0,1. 8,0, le fer étant présent selon une quantité de 4 à 20%, le métal du Groupe VIB étant présent selon une quantité de 0,1 & 8% en poids et le rapport atomique du fer au métal du groupe VIB étant d'environ 0,3 à 20. Conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, le fer et le métal du Groupe VIB, sont respectivement présents selon une quantité d'environ 4 à 20% en poids et de 1,0 à ,0% en poids, le rapport atomique du fer au métal du Groupe VIB étant d'environ 0,6 à 5,0. La première phase dans le mode de réalisation préféré contient d'environ 30 à 85% en poids et de préférence. de 30 à 70% en poids de la quantité totale de fer présente dans le catalyseur final et, lorsqu'elle est sous la forme d'un sulfure de fer, elle doit avoir une structure cristalline choisie parmi le système cubique, le système hexagonal, le système monoclinique ainsi que les mélanges de ceux-ci. La structure cristalline de la première phase est importante seulement lorsque la phase est constituée de sulfure de fer. Si la phase comprend un oxyde de fer, la structure cristalline n'a pas d'importance. Ceci est d au fait que l'oxyde de fer est un précurseur qui forme du sulfure de fer dans des conditions réactionnelles. La deuxième phase a de préférence une structure cristalline appartenant au système cubique et le rapport atomique du fer au métal du Groupe VIB est d'environ 0,8 à 3,0. Le support réfractaire préféré est choisi parmi l'alumine, la silice, l'oxyde de titane et les mélanges de ceux-ci, et il a la distribution suivante de la taille des pores: Diamètre 7 2614311 Diamètre de 300 à 500 À (10-10 m): de 5 à 20% du volume des pores Diamètre > à 500 À (10-10 m): de O à 10% du volume des pores. Afin d'obtenir les deux phases sur le support réfractaire dans le catalyseur final, il est important que le support soit d'abord imprégné avec le fer et ensuite imprégné avec le métal du Groupe VIB. Dans le procédé de la présente invention, on prévoit un support réfractaire, on procède à une première imprégnation du support réfractaire avec une solution acide de nitrate de fer de façon à obtenir une composition d'environ 4 a 20% en poids de fer dans le catalyseur final, on filtre, on sèche et on calcine le support imprégné; on procède à une deuxième imprégnation du support imprégné au fer filtré, i5 séché et calciné, avec une solution contenant un composant métallique du Groupe VIB de façon à obtenir une composition d'environ 0,5 à 8% en poids de composant métallique du Groupe VIB dans le catalyseur final, et on filtre, on sèche et on calcine le support imprégné. Le procédé mentionné ci-dessus permet d'obtenir deux phases déposées sur le support réfractaire, la première phase consistant en oxyde de fer et la deuxième phase consistant en oxydes de fer et d'un élément du Groupe VIB. Si on le souhaite, le catalyseur résultant peut être préalablement sulfuré de façon à former du sulfure de fer et du sulfure de fer et d'un élément du Groupe VIB par sulfuration préalable de celui-ci à une température d'environ 250 à 450'C, sous une pression d'environ 1,01.105 à 151,95.105 Pa dans une atmosphère d'H2 et de H2S contenant de 5 à 15% en poids de H2S. On a caractérisé la première phase de démétallisation par son diagramme de diffraction de rayons-X et son spectre Mossbauer. Le diagramme de diffraction de rayons-X de la première phase est utilisé pour la détermination de la structure cristalline de l'oxyde de fer précurseur ou du sulfure de fer qui est présent dans les catalyseurs présulfurés. On a trouvé que seuls les cristaux de sulfure de fer du système hexagonal, cubique ou monoclinique, peuvent retenir les métaux éliminés du pétrole sans perte de stabilité dans la mesure o ils comportent des lacunes cationiques qui peuvent accueillir les cations métalliques du pétrole brut. Le spectre Mossbauer permet de quantifier la proportion ou le rapport entre les phases. La surface du spectre Mossbauer d'un composé quelconque est proportionnelle à sa concentration. Ainsi, l'intégration de chaque spectre des différents composés présents dans un échantillon, fournit le pourcentage en poids de ceux- ci. La première phase est caractérisée par un spectre à 6 pics tandis que la deuxième phase est caractérisée par un spectre à doublet. Les paramètres de spectrométrie Mossbauer de ces deux phases sont compris dans les plages mentionnées ci-dessous. Champ Déplacement Analyse magnétique de l'isomère quadripolaire Phase H (x10 4T) IS (mms-1) QS (mms-1) Première (Oxyde) 300 - 600 0,0 - 0,5 0,0 0,5 (Sulfure)150 - 350 0,0 - 0,6 0,0 - 0,6 Deuxième (Oxyde) 0 0,0 - 2,0 0, 0 - 3,0 (Sulfure) 0 0,0 - 2,0 0,0 - 3,0 L'examen des catalyseurs usés par spectroscopie Mossbauer révèlent que le catalyseur accumule les impuretés métalliques provenant du pétrole. La proportion relative entre les deux phases sert à ajuster l'activité, 9 2614311 la stabilité (la durée de vie) et la sélectivité du catalyseur. La distribution de la taille des pores du catalyseur est seulement importante pour permettre une bonne diffusion des molécules réactives à travers le catalyseur, et elle est de préférence telle que ci- dessous. Diamètre à 500 A (10-10 m): de 0 à 10%.du volume des pores. Un catalyseur de la présente invention est utile dans des opérations de traitement à l'hydrogène en mettant en oeuvre des charges d'alimentation lourdes. Il possède une bonne activité catalytique pour les réaction d'hydrodémétallisation (HDM) et d'hydroconversion (HDC). Les charges d'alimentation lourdes destinées à être utilisées dans ces opérations peuvent être des résidus de distillation sous vide, des pétroles bruts désasphaltés et également des gas oil sous vide lourds. Dans les cas o il est souhaitable d'utiliser un catalyseur présulfuré, il doit être présulfuré avec une charge d'alimentation contenant peu de soufre à des températures de 250 à 450C sous des pressions allant de 1,01. 105 à 151,95.105 Pa de H2. Le rapport H2/H2S est important dans la mesure o il maintient le rapport de la première phase à la deuxième phase à l'intérieur des limites recommandées. Un mélange contenant de 5 à 15% de H2S, est approprié. L'H2S fournit le composé sulfuré dans la charge d'alimentation de présulfuration. Les composés sulfurés appropriés comprennent H2S, CS2, des mercaptans et/ou n'importe quel composé organique sulfuré. 2614311 La forme et/ou la taille du catalyseur n'est pas limitée. On peut mettre en oeuvre n'importe quelle forme ou taille dans un réacteur à lit fixe, dans un réservoir agité et/ou dans une suspension. Le procédé consiste à mettre en contact la charge d'alimentation avec le catalyseur en présence d'hydrogène dans les conditions suivantes: une température de 150 à 500'C, de préférence de 250 à 480C, une pression de 30,39.105 à 253,25.105 Pa, de préférence de 50,65.105 à 151,95.105 Pa et une VSHL (h-1) de 0,1 à 25, de préférence de 0,1 à 15. La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples suivants qui ne sont pas donnés à titre limitatif. EXEMPLE 1 On a préparé un catalyseur par imprégnation successive de granulés d'un support en -A1203. On a d'abord effectué l'imprégnation au fer en utilisant une solution acide de nitrate de fer contenant 1,12 moles de fer par litre de solution. On a utilisé un volume de solution correspondant à deux fois le volume des pores du support. Le catalyseur a ensuite été soigneusement lavé, filtré, séché et calciné. On a ensuite effectué une imprégnation au molybdène en utilisant une solution d'heptamolybdate d'ammonium contenant 0,20 mole de molybdène par litre de solution. On a ensuite effectué des opérations analogues à celles mises en oeuvre pour le fer. Le catalyseur final avait les propriétés chimiques et physiques suivantes. Propriétés physiques Surface spécifique 145 m2g-1 Volume des pores 0,81 cm3 g1 Distribution de la taille des pores % du volume des pores Diamètre (À (10-10 m)) -300 62,2 26.4311 il 300-500 23,7 > 500 5,6 Propriétés chimiques Fe 6% en poids Mo 2% en poids Le catalyseur a été broyé jusqu'à une taille moyenne de 15 m et présulfuré à 350'C sous une pression de 1,21.105 Pa en utilisant un mélange de H2/H2S à un rapport de 1:10. Le catalyseur sulfuré a été analysé par diffraction de rayons-X et par spectroscopie Mossbauer. Les résultats indiquent que deux composés à base de fer sont présents, à savoir: Fe7S8 hexagonal 40% de la totalité du fer FexMoySz cubique 60% de la totalité du fer i5 On a mesuré les paramètres suivants de ces deux composés par spectroscopie Mossbauer: Champ Déplacement Analyse magnétique de l'isomère quadripolaire H (x10=4T) IS (mMs 1) QS (mms-1) Fe7S8 226 302 0,6 0,0 - 0,25 (6 pics) FexMoysz O 0,3 - 1,5 0,8 - 2,5 (2 pics) L'activité catalytique a été déterminée dans un autoclave de 3,5 litres dans les conditions suivantes: Température 450C Pression de H2 131, 00.105 Pa Débit de H2 16 1/min (0,26 l/s) Durée 5 h Catalyseur 8% en poids Charge d'alimentation 1 000 g La charge d'alimentation était un résidu lourd de distillation sous vide de pétrole de type Zuata, ayant les propriétés suivantes: Densité API 2,2' Teneur en soufre 4,9% D:5 Teneur en vanadium 750 ppm Teneur en asphaltenes 25% en poids Teneur en carbone Conradson 27% en poids On a obtenu les résultats suivants pour l'analyse de l'activité catalytique: HDM 98 HDS (hydrodésulfuration) 70 Taux de conversion des asphal- tènes 95 Taux de conversion du carbone Conradson 94 Variation de densité API 25,2 En regard de ce qui précède, le catalyseur de la présente invention s'avère être très efficace pour la démétallisation et l'hydrogénation de charges d'alimentation lourdes. EXEMPLE 2 On a évalué l'activité initiale du catalyseur de l'Exemple 1 sous la forme de granulés, et d'un catalyseur commercial classique du type CoMo ayant une distribution analogue de la taille des pores et une teneur en Co de 2,5% en poids ainsi qu'une teneur en Mo de 12,3% en poids, dans un réacteur de Carberry en utilisant les conditions suivantes: Température 400'C Pression de H2 103,42.105 Pa Catalyseur 6% Charge d'alimentation 600 g La charge d'alimentation était constituée par du pétrole de type Morichal désasphalté ayant les propriétés suivantes: Densité API 16,7' Teneur en vanadium 150 ppm Teneur en soufre 2,4% en poids Teneur en asphaltènes 2,4% en poids Teneur en carbone Conradson 5,1 3- Les deux catalyseurs ont été soumis à trois cycles consécutifs de mise en oeuvre (avec un lavage intermédiaire au xylène) et on les a évalués dans les mêmes conditions afin de déterminer l'activité finale d'un catalyseur partiellement désactivé. Les résultats sont récapitulés dans le Tableau I. TABLEAU I Activité catalvtique du nouveau catalvséur et d'un catalyseur classique FeMoAl CoMoAl Activité Initiale Finale Initiale Finale HDM 70 65 90 10 HDS 35 15 98 35 HDC540+ 75 100 65 34 Conversion des asphaltènes 78 78 92 66 Conversion du carbone Conradson 50 61 55 47 Comme on peut le voir d'après le Tableau I, la durée de vie du catalyseur de la présente invention est supérieure à celle des catalyseurs connus. EXEMPLE 3 On a effectué un essai analogue à celui de l'Exemple 2 mentionné cidessus mais en utilisant trois autres charges d'alimentation consistant en le même pétrole désasphalté dilué dans un gas oil léger selon différentes proportions de façon à obtenir les teneurs suivantes en vanadium (ppm): Charge d'alimentation.1 150 Charge d'alimentation 2 100 Charge d'alimentation 3 30 On a évalué l'élimination du vanadium (HDM) et la conversion de la fraction distillée à une température supérieure ou égale à 540'C (HDC540+), on a obtenu les résultats suivants: Charges d'alimentation l 2 3 FeMo CoMo FeMo CoMo FeMo CoMo HDM Initiale 75 92 78 94 80 95 Finale 73 15 76 45 78 86 HDC Initiale 85 70 88 75 92 80 Finale 98 55 100 68 100 72 La supériorité du catalyseur de la présente invention est à nouveau mise en évidence lorsque la concentration en métal dans la charge d'alimentation est élevée. EXEMPLE 4 On a préparé une série de catalyseurs comme _ D dans l'Exemple 1 pour obtenir différents rapports de la première phase à la deuxième phase, du fer au molybdène. Les catalyseurs n'ont pas été présulfurés. La composition chimique de ces catalyseurs est mentionnée dans le Tableau II. TABLEAU II le phase/ Première Deuxième Catalyseur Fe/Mo 2e phase phase phase- 1 35 10 Z -Fe2O3 Y-FeMoO4 2 8,0 4,5 c-Fe2O3 *%-FeMoO4 3 3,9 2,5 y -Fe2O3 O -FeMoO4 D5 4 2,8 1,4 Y-Fe203 -FeMoO4 2,0 0,5 -Fe2O3 -FeMoO 6 0,9 0,0 -- C -FeMoO4 -7 0,7 0,05 -Fe2O3 -FeMoO4 8 0,4 0,08 D-Fe203 -FeMoO4 9 0,3 0, 15 -Fe2O3 B-FeMoO4 0 pas de fer lU On a évalué l'activité catalytique et la stabilité de la même manière que dans l'Exemple 2, les catalyseurs ont toutefois été utilisés sous la forme oxydée (comme cela apparaît sur le Table II). tes résultats sont mentionnés dans le Tableau III. TABLEAU III Conversion HDC Conversion du carbone des Conradson Catalyseur HDM HDS 540+ asphaltènes I F I F I F I F I F 1 10 8 2 2 15 13 10 8 7 8 2 54 52 18 17 56 54 68 55 25 24 3 62 58 19 20 65 67 73 62 32 29 4 68 64 20 19 70 72 75 73 48 46 71 65 24 15 75 100 78 78 50 60 6 92 38 43 12 88 25 95 42 82 28 7 90 55 40 16 84 52 92 50 75 36 8 86 70 39 20 83 61 88 78 70 42 9 84 73 39 20 80 68 86 65 68 49 86 25 33 12 80 20 88 18 70 20 I = Initiale F = Finale 16 2 6 614311 Le Tableau III met en évidence l'importance du rapport du fer au métal du Groupe VIB et du rapport de la première phase à la deuxième phase pour l'hydrodémétallisation et l'hydroconversion. EXEMPLE 5 Le catalyseur n'5 de l'Exemple 4 a été présulfuré avec différents rapports de H2S et de H2. Le sulfure de fer de la première phase avait les structures cristallines suivantes. N H2S/H2 Système cristallin Première phase -1 1:5 Cubique Fel_xS -2 1:10 Monoclinique Fe S y8 -3 1:15 Hexagonal Fe S eyS8 -4 1:20 Hexagonal FeS 55 1:30 Tétragonal FeS L'activité catalytique initiale a été mesurée de la même manière que dans l'Exemple 2. On a obtenu les résultats suivants: HDM HDS HDC540+ -1 72 43 48 -2. 75 28 62 -3 85 22 39 -4 50 10 20 5-5 35 8 15 Les résultats mentionnés ci-dessus mettent en évidence l'effet déterminant de la stucture cristalline de la première phase sur l'activité. De nombreuses variantes et modifications peuvent bien entendu être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple sans pour autant sortir du cadre de la présente invention telle qu'elle est définie dans les revendications annexées. 17 2614311 REVENDICATIONS 1. Catalyseur destiné à être utilisé pour l'hydrodémétallisation et J'hydroconversion de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd, caractérisé en ce qu'il comprend un support réfractaire comportant une première phase de démétallisation et une deuxième phase d'hydrogénation disposées sur celui-ci, ladite première phase de démétallisation étant choisie parmi un oxyde de fer, un sulfure de fer et des mélanges de ceuxci, et ladite deuxième phase étant choisie parmi les oxydes de fer et d'un métal du Groupe VIB, les sulfures de fer et d'un métal du Groupe VIB et les mélanges de ceux-ci, le rapport en poids de ladite première phase à ladite deuxième phase, mesuré à l'aide d'un spectre Mossbauer étant d'environ 0,1 à 8,0, le fer étant présent selon une quantité d'environ 4 à 20% en poids et le métal du Groupe VIB étant présent selon une quantité d'environ 0,1 à 8% en poids, le rapport atomique du fer au métal du Groupe VIB étant d'environ 0,3 à 20. 2. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fer est présent selon une quantité d'environ 4 à 20% en poids et en ce que le métal du Groupe VIB est présent selon une quantité d'environ 1,0 à 5,0% en poids. 3. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première phase comprend un sulfure de fer ayant une structure cristalline choisie parmi le système cubique, le système hexagonal, le système monoclinique ainsi que les mélanges de ceux-ci. 4. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première phase contient d'environ 30 à 85% du poids de la quantité totale de fer dans le catalyseur. 5. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première phase contient 18 2614311 d'environ 30 à 70% du poids de la quantité totale de fer dans le catalyseur. 6. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport atomique du fer au métal du Groupe VIB est d'environ 0,6 à 5,0. 3b 7. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième phase a la structure cristalline du système cubique et en ce que le rapport atomique du fer au métal du Groupe VIB est d'environ 0,8 à 3,0. 8. Catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support réfractaire est choisi parmi l'alumine, la silice, l'oxyde de titane et les mélanges de ceux-ci, et en ce qu'il a la distribution de la taille des pores suivante: Diamètre à 500 A (10-10 m): de 0 à 10% du volume des pores. 9. Procédé d'hydrodémétallisation et d'hydroconversion de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd, caractérisé en ce qu'on met en contact la charge d'alimentation avec un catalyseur comprenant un support réfractaire comportant une première phase de démétallisation et une deuxième phase d'hydrogénation disposées sur celui-ci, ladite première phase de démétallisation étant choisie parmi un oxyde de fer, un sulfure de fer et des mélanges de ceux-ci et ladite deuxième phase étant choisie parmi les oxydes de fer et d'un métal du Groupe VIB, les sulfures de fer et d'un métal du Groupe VIB et les mélanges de ceux-ci, le rapport en poids de ladite. première phase à ladite 19 26-14311 deuxième phase, mesuré à l'aide d'un spectre Mossbauer étant d'environ 0, 1 à 8,0, le fer étant présent selon une quantité d'environ 4 à 20% en poids et le métal du Groupe VIB étant présent selon une quantité d'environ 0,1 à 8% en poids avec un rapport atomique du fer au métal du D Groupe VIB d'environ 0,3 à 20, à une température d'environ 150 à 500C sous une pression d'environ ,39.105 à 253,25.105 Pa et avec une vitesse spatiale horaire du liquide d'environ 0,1 à 25 h'1 à l'intérieur d'un réacteur. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on met en contact la charge d'alimentation à une température d'environ 250 à 480 C sous une pression d'environ 50,65.105 à 151,95.105 Pa et avec une vitesse spatiale horaire du liquide d'environ 0,1 à 15 h-1. 11. Procédé suivant la revendicatiron 9, caractérisé en ce que la charge d'alimentation est un résidu lourd de distillation sous vide. 12. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la charge d'alimentation est un pétrole brut désasphalté. 13. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la charge d'alimentation est un gas oil lourd sous vide. 14. Procédé de préparation d'un catalyseur destiné à être utilisé pour l'hydrodémétallisation et l'hydroconversion de charges d'alimentation d'hydrocarbure lourd, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: (a) à prévoir un support réfractaire; (b) à imprégner une première fois ledit support réfractaire avec une solution acide de nitrate de fer de façon à obtenir une composition d'environ 4 à 20% en poids de fer dans le catalyseur final; (c) à filtrer, sécher et calciner ledit support imprégné; (d) à imprégner une deuxième fois ledit support filtré, séché et calciné avec une solution contenant un composant métallique du Groupe VIB de façon à obtenir une composition d'environ 0,1 à 8% en poids de composant métallique du Groupe VIB dans le catalyseur final; et (e) à filtrer, sécher et calciner ledit support imprégné. 15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'on sulfure le support imprégné obtenu à l'étape (e) ci-dessus.