[發(fā)明專利]一種煤催化劑的制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710491154.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109107592A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘亞軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江瑞德新材料科技研發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): B01J27/186
• 分類號(hào): B01J27/186;C10G1/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種煤催化劑的制備方法，該方法為：將砷酸鋁和磷酸銨溶液混合，將混合物進(jìn)行鍛燒，得到磷改性砷酸鋁，將磷改性砷酸鋁和鉺酸銨溶液混合后得到催化劑前驅(qū)體，然后將催化劑前驅(qū)體進(jìn)行鍛燒得到催化劑。本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用該催化劑催化低變質(zhì)煤加氫熱解的方法，本發(fā)明中首先對(duì)砷酸鋁進(jìn)行改性，得到酸性增強(qiáng)的載體，然后在該載體上負(fù)載活性組分鉺，得到的催化劑既能夠促進(jìn)煤大分子的催化裂解過(guò)程，也提高了催化劑活性組分在載體上的分散度，從而對(duì)煤的催化加氫熱解過(guò)程具有很好的促進(jìn)作用，提高了低變質(zhì)煤催化加氫熱解的焦油收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤催化劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

低變質(zhì)煤的中低溫?zé)峤饧夹g(shù)是一種煤炭分質(zhì)轉(zhuǎn)化新技術(shù)，通過(guò)煤炭熱解可以獲得清潔液體燃料、化學(xué)品、氣體燃料以及半焦，相對(duì)于煤間接液化和直接液化技術(shù)，中低溫?zé)峤饧夹g(shù)具有能量轉(zhuǎn)化率高、二氧化碳排放低、煤分質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。低變質(zhì)煤的中低溫?zé)峤饧夹g(shù)主要包括立式內(nèi)熱式、立式外熱式熱解技術(shù),以及固體熱載體或氣體熱載體熱解技術(shù)等。現(xiàn)有工業(yè)化煤炭熱解技術(shù)存在焦油收率低、焦油成分復(fù)雜、分離困難、氣體熱值低等問(wèn)題。煤催化加氫熱解是克服上述問(wèn)題的有效途徑之一，曾有人考察了MS-13X、Na-Y沸石、USY-沸石、HY-沸石、H-絲光沸石、Na-絲光沸石等對(duì)一種次煙煤的催化熱解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)催化劑對(duì)熱解轉(zhuǎn)化率的提高沒(méi)有明顯的作用，但加氫加壓條件下，所有沸石、分子篩對(duì)的催化選擇性很好，其中以MS-13X的催化性能最好。鄒獻(xiàn)武等人在噴動(dòng)-載流床反應(yīng)器中考察了Co/ZSM-5分子篩對(duì)煤熱解氣液固產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明，Co/ZSM-5分子篩催化劑能有效地調(diào)控煤熱解產(chǎn)物的分布，較大幅度提高了煤熱解產(chǎn)物中酚類、脂肪烴類和芳香烴類的產(chǎn)率；賈永斌等人在固定床快速熱解器中進(jìn)行CaO催化煤熱解的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CaO促進(jìn)了二次脫氣反應(yīng)，減少了焦油產(chǎn)量，但一氧化碳、甲烷、氫氣等氣體組分產(chǎn)量增加；本公司研究發(fā)現(xiàn)煤的催化加氫熱解過(guò)程主要由煤大分子的催化裂解過(guò)程和一次裂解產(chǎn)物的催化加氫過(guò)程組成，以往研究開(kāi)發(fā)中沒(méi)有很好考慮這兩個(gè)過(guò)程的協(xié)同作用，通常僅考慮催化加氫過(guò)程，而忽視了煤大分子的催化裂解過(guò)程，導(dǎo)致煤催化加氫熱解后的焦油產(chǎn)率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤催化劑的制備方法，該方法得到的催化劑既能夠促進(jìn)煤大分子的催化裂解過(guò)程，也提高了催化劑活性組分在載體上的分散度，從而對(duì)煤的催化加氫熱解過(guò)程具有很好的促進(jìn)作用，提高了低變質(zhì)煤催化加氫熱解的焦油收率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種煤催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將磷酸鉸溶解于二次蒸餾水,攪拌均勻后得到磷酸銨溶液，然后將砷酸鋁和所述磷酸銨溶液混合，攪拌均勻后得到混合物，再將所述混合物干燥，所述磷酸銨中磷的質(zhì)量為砷酸鋁質(zhì)量的1％-5％；2)將步驟1)中干燥后的混合物置于馬弗爐中,在溫度為400℃-600℃的條件下鍛燒5-10h左右，得到磷改性砷酸鋁；3)將鉺酸銨溶解于二次蒸餾水，攪拌均勻后得到鉺酸銨溶液，然后將步驟2)中所述磷改性砷酸鋁和所述鉺酸銨溶液混合，磁力攪拌6h后得到催化劑前驅(qū)體，再將所述催化劑前驅(qū)體干燥所述鉺酸銨中鉺的質(zhì)量為所述磷改性砷酸鋁質(zhì)量的1-20％；4)將步驟3)中干燥后的催化劑前驅(qū)體置于馬弗爐中，在溫度為400℃-600℃條件下鍛燒5-10h，得到催化劑。

另外,本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用該催化劑催化低變質(zhì)煤加氫熱解的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將低變質(zhì)煤粉碎至粒度不大于230目，得到粉煤，然后將所述粉煤和催化劑裝填于固定床反應(yīng)器中；所述粉煤與催化劑的質(zhì)量比為5-15:1，所述低變質(zhì)煤為不粘煤或弱粘煤；2)向步驟1)中所述固定床反應(yīng)器中通入氫氣，在升溫速率為10℃/min-30℃/min的條件下將固定床反應(yīng)器的溫度升至700℃-800℃后保溫1h，反應(yīng)生成的揮發(fā)份冷凝后得到水、焦油和煤氣。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：