[發明專利]一種煤液化催化劑及其使用該催化劑的煤液化方法有效

申請號：	201310439213.X	申請日：	2013-09-24
公開（公告）號：	CN103706381A	公開（公告）日：	2014-04-09
發明（設計）人：	井口憲二;坂脇弘二	申請（專利權）人：	任相坤
主分類號：	B01J27/043	分類號：	B01J27/043;C10G1/06
代理公司：	北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250	代理人：	彭秀麗
地址：	100020 北京市朝***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種液化催化劑及其使用方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種煤液化催化劑及其使用該催化劑的煤液化方法，屬于煤化工領域。

背景技術

煤直接液化是煤潔凈技術中的一個重要領域，也是煤綜合利用的一種有效途徑。煤液化不僅可以將煤炭轉化成潔凈的、高熱值的燃料油，減輕燃煤污染，還可以得到許多用人工合成方法難以合成的化工產品。所以，在全球石油資源逐漸短缺而煤炭資源相對豐富的情況下，高效煤液化技術已成為一個重要的研究課題。

高效煤液化技術分為直接液化和間接液化，其中，煤直接液化是將干燥粉碎的煤粉與溶劑混合形成煤漿，根據各自工藝的特點加入不同的催化劑，在高溫400～500℃和高壓15～30MPa的條件下，通入氫氣使煤發生裂解加氫反應，從而經轉化和精制處理生產燃料油。現有技術中，煤直接液化催化劑通常有三類：第一類為貴金屬催化劑，如鈷，鉬，鎳催化劑，具有催化活性大的優點，但其價格昂貴，且存在資源短缺的問題；第二類為金屬鹵化物催化劑，如Zncl₂和Sncl₂等，該類催化劑屬酸性催化劑，催化能力強，但對設備腐蝕嚴重；第三類為鐵系催化劑，如含鐵的天然礦物以及經制備得到的含鐵化合物等，該類催化劑具有價格低廉且不必進行回收的優點。

由于鐵系催化劑具有來源廣泛、價格低廉、一次使用不用回收等優點，因此受到人們極大地關注，是煤直接液化研究和發展的方向之一。例如，中國專利文獻CN1298920A就公開了一種以鐵礦石作為催化劑的煤的液化方法，包括以10微米以下的鐵礦石作為催化劑，并于溶劑和催化劑以及硫或硫化物的存在下，對煤進行加氫液化，其中，所述鐵礦石中鐵含量為40wt%以上、鎳含量為0.2～2.5wt%、氫氧化鋁為6～20wt、鉻含量為1.4wt%以下。

上述技術中，采用鐵礦石作為煤液化反應的催化劑進行煤液化反應，具有催化劑原料價格低廉、來源廣泛的優點。但是在上述技術中，為了提高鐵礦石的催化活性，首先需要在煤液化溶劑中將鐵礦石粉碎為10微米以下的細粉，由于鐵礦石為疏油性的無機成分，而煤液化溶劑為有機溶劑，鐵礦石在有機溶劑中進行濕式粉碎時，鐵礦石的潤濕性不好，因此即便是將其粉碎為微細粒徑的細粉，仍會存在其在有機溶劑中分散性差的問題，從而在一定程度上也直接影響了該催化劑的催化活性。

為了克服上述技術問題，中國專利文獻CN1744947A公開了一種煤液化高活性鐵系催化劑的制備方法，其包括如下步驟，將硫酸亞鐵和氨在水溶液中進行反應，反應過程中還可以通過氧氣或含氧氣體，使生成氫氧化鐵的同時，還可以生成部分FeOOH，對產物氫氧化鐵以及FeOOH進行脫水、干燥，然后再在干式粉碎機中與一部分液化原料煤一起進行粉碎，使所述氫氧化鐵以及FeOOH形成微粉狀并高度分散附著在煤的表面。

上述技術中，用于煤液化的鐵系催化劑是經過硫酸亞鐵和氨水進行反應、再通過干燥、負載等步驟，將氫氧化鐵以及FeOOH沉積在煤表面上制備得到的。但是上述技術中制備得到的催化劑在進行煤直接液化的催化反應時，除了使用該催化劑外，還需要在該煤液化反應體系中加入助催化劑硫，這樣在達到煤熱分解反應溫度后，活性組分才可以對煤熱分解所產生的熱分解自由基進行充分的供氫，獲得較高油分收率的煤液化產物。在上述煤液化反應過程中，催化劑中的氫氧化鐵和FeOOH只有在硫催化助劑作用后才可以對煤熱分解產生的自由基起到供氫作用，因此該類催化劑在煤液化反應中存在催化速度慢、催化效率低的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決現有技術中用于煤液化的鐵系催化劑存在催化效率低的問題，進而提供一種催化效率高的煤液化催化劑以及煤液化方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種煤液化催化劑，包括如下組分：

羥基氧化鐵??1～99wt%

硫化鐵??????99～1wt%

其中，硫化鐵中的硫占催化劑總質量的0.46～45wt%。

進一步地，所述煤液化催化劑，包括如下組分：

羥基氧化鐵??5～88wt%

硫化鐵??????12～95wt%

其中，硫化鐵中的硫占催化劑總質量的3～45wt%。

進一步地，所述的煤液化催化劑，由如下組分組成：

羥基氧化鐵??5～88wt%