[發明專利]一種加氫熱分解催化劑及使用該催化劑的加氫熱分解方法

有效

• 申請號: 201310052958.0
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103990458A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 任相坤;井口憲二;坂脇弘二;崔永君
• 申請（專利權）人: 北京寶塔三聚能源科技有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C10G47/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明涉及一種加氫熱分解催化劑及使用該催化劑的加氫熱分解方法，具體涉及一種利用石油精制過程中的鐵系廢脫硫劑作為中低溫煤焦油的加氫熱分解催化劑及使用該催化劑的加氫熱分解方法，屬于煤化工領域。

背景技術

煤焦油是一種具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠狀液體，是煤在熱解過程中產生的液體產品，三熱解溫度不同可分為高溫焦油（1000℃）、中溫焦油（600~800℃）和低溫焦油（450~550℃）。低溫煤焦油相對密度較小，其組成中烷烴、烯烴及芳香烴約占50%，酚類含量達30%作用，其余為以吡啶堿類為主的含氮化合物、含硫化合物及膠狀物質；高溫煤焦油是黑色粘稠液體，通常相對密度大于1.0g/m3，含有54~56%的瀝青，其它為芳香族和雜環化合物。

煤焦油餾分重、質量差、雜質含量高。通常對煤焦油的加工包括以下兩方面，一、通過精餾，提取其中高附加值的酚、吡啶、萘、蒽等化工產品；二、通過采用加氫催化劑以加氫的方法對煤焦油進行精制和改質，生成優質、清潔的燃料油。其中，對于煤焦油加氫制備燃料油而言，由于其可以解決我國車用燃料市場的重大缺口，因此受到越來越多的重視。

煤焦油加氫反應是指煤焦油在高溫、高壓、臨氫條件下在催化劑固定床層上發生的反應，一般分為加氫裂化、加氫精制等，其主要目的是除去油品中的硫、氧、氮以及金屬雜質，并使烯烴飽和，改變油品的穩定性、顏色、氣味和燃燒性能等，以達到改變油品形狀，提高使用價值的目的。

現有技術中，煤焦油加氫反應中常用的催化劑通常是以鉬、鎳、鈷或鐵等為活性物質，以含硅氧化鋁作為載體，這類催化劑適宜于加工中低溫煤焦油。諸如，中國專利文獻CN102029157A公開了一種用于煤焦油瀝青加氫裂解輕質化反應的催化劑，該催化劑以無機多孔材料為載體，選用氧化鋁、含氧化鋁的硅膠、MCM-41或SBA-15中的至少一種，通過真空浸漬法，將活性組分的金屬元素Fe、Ni、Co、Mo中的一種或兩種以金屬氧化物或金屬硫化物的形式負載到載體上，其中活性組分金屬含量或金屬硫化物含量占催化劑的1~20wt%，再在500焙燒3h后得到所述加氫催化劑。

上述技術中制備得到的催化劑，催化活性高，反應結焦少，裂解輕質油收率高，特別適合與煤焦油中重組分與瀝青的加氫裂解輕質化，使用本發明催化劑可使煤瀝青的單程轉化率達到70%以上。但是上述技術中，煤焦油加氫反應催化劑的制備需要將活性組分通過真空浸漬法負載在多孔載體上，存在制備過程復雜、流程較長、條件控制要求高的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決現有技術中煤焦油加氫反應催化劑的制備需要將活性組分通過真空浸漬法負載在多孔載體上，存在制備過程復雜、流程較長、條件控制要求高的問題，進而提供一種以鐵系廢脫硫劑作為煤焦油加氫反應催化劑以及使用該催化劑進行煤焦油加氫反應的方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種中低溫煤焦油加氫熱分解催化劑，為鐵系脫硫劑廢劑，其中，所述鐵系脫硫劑中含鐵活性組分的含量為65~100wt%。

所述鐵系脫硫劑為以Fe₂O₃為活性組分的脫硫劑或以羥基氧化鐵為活性組分的脫硫劑。

所述羥基氧化鐵為無定形羥基氧化鐵。

所述鐵系脫硫劑廢劑含鐵氧化合物組成和鐵硫化合物。

使用所述催化劑進行中低溫煤焦油加氫熱分解的方法，包括如下步驟：

（1）煤焦油在所述催化劑的存在下，在氫初壓為3~19MPa、反應溫度為330~470℃、氫、油體積比為200~2000的條件下進行加氫熱分解反應；

（2）對步驟（1）中加氫熱分解得到的產物進行分離處理，得到固體物質和液體物質，所述液體物質即為油品。

所述中低溫煤焦油為沸點高于350℃的重質餾分。

所述催化劑的添加量為催化劑中鐵元素含量占所述中低溫煤焦油質量的0.5~3wt%。

中低溫煤焦油加氫體系中，硫元素與鐵元素的摩爾比大于2；當硫元素與鐵元素的摩爾比小于2時，補充單質硫元素與鐵元素與鐵的摩爾比大于2。

所述步驟（2）中，分離后的固體物質經清洗、燃燒后再生得到鐵系脫硫劑，經脫硫后的脫硫劑廢劑再循環至所述步驟（1）。

一種鐵系脫硫劑廢劑用于中低溫煤焦油加氫熱分解催化劑的用途。

本發明與現有技術相比具有如下優點：