[發明專利]一種提高石油焦氣化反應活性的方法

在審

• 申請號: 201810382643.5
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108517225A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 閻富生;梁容真;田偉;史金星;王越;吳智勇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C10J3/02
• 分類號: C10J3/02;C10J3/46;C10J3/54;C10J3/72
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明涉及石油焦氣化領域，具體是涉及一種提高石油焦氣化反應活性的方法，采用干混、浸漬方法將催化劑與石油焦混合，得到負載催化劑的石油焦，在氣化溫度為700～1250℃，氣化壓力為0.1～10MPa條件下將負載催化劑的石油焦通入氣化爐發生氣化反應。本發明利用催化劑使石油焦催化氣化，可以大大提高氣化反應速率，縮減氣化反應所需時間，實現了石油焦的資源化利用，而且本發明的催化劑具有價格低廉、回收方便等優點。

技術領域

本發明涉及石油焦氣化領域，具體涉及一種提高石油焦氣化反應活性的方法。

背景技術

石油焦是煉油廠焦化裝置產生的一種固態副產品。目前來看，隨著全球煉油工業的發展，石油焦的產量也逐漸增大，五年以內全

球石油焦產量預計將增加到1.7億噸，而中國和印度將占據其中的三分之一。石油焦2007年至2016年，我國石油焦的年產量都在1200萬噸以上，并且呈逐年遞增的趨勢，到2017年底中國石油焦的產量超過2000萬噸。隨著我國經濟的穩步增長，特別是鋼鐵，水泥生產以及電解鋁等行業的不斷發展隨著全球石油需求量的不斷增長及原油的重質化，石油焦的產量在急劇的增加，其中高硫石油焦的主要應用為燃燒發電，這樣不僅能源利用率低，而且燃燒產生的二氧化硫會對環境造成污染。因此，尋找一種更為高效、環保的高硫石油焦利用方式迫在眉睫。而將石油焦氣化制取合成氣是一種很好的工業發展思路，不僅可以解決我國天然氣資源不足等問題，而且高硫石油焦中的硫可以利用氣化技術轉化為H₂S，最終轉化為單質硫，此外在氣化反應過程中氣化劑CO₂會轉化為CO和H₂，不產生任何的環境污染。氣化技術是一項很有前景的綠色技術，是能源有效潔凈利用的主要途徑。

利用石油焦作為氣化原料進行氣化在工業上已經開始試用，但是由于石油焦由長鏈脂肪烴縮聚物、稠環芳烴縮聚物、少量低分子有機物及微量無機化合物組成，且其孔隙結構很不發達，導致其氣化活性遠遠低于煤與生物質氣化。同時，與原煤相比，石油焦中礦物質元素含量極低，這也導致了石油焦氣化活性遠低于煤焦的一個主要原因。此外，石油焦中存在的大量硫分也對石油焦氣化反應活動存在影響。石油焦氣化在工程上最大問題是碳轉化率較低，反應后殘碳難以處理。采用合適的催化劑與其混合，提高氣化反應速率具有重要的工程價值。從廣義而言催化氣化有如下優點降低反應溫度，實現溫和氣化,從而降低對設備的要求提高氣化反應速率有利于環保并提高經濟效益。因此，尋找高效、廉價、且可回收的催化劑是加快石油焦氣化技術工業化關鍵問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種提高石油焦氣化反應活性的方法，以實現石油焦資源化利用。

具體技術方案如下：

一種提高石油焦氣化反應活性的方法，將催化劑以干混法或浸漬法與石油焦按照一定比例混合，混合后得到負載催化劑的石油焦，再通入氣化劑，使石油焦和氣化劑在氣化爐中發生氣化反應；

具體包括如下步驟：

(1)將催化劑采用干混法或浸漬法與石油焦充分混合，得到混有催化劑的石油焦，催化劑添加量為石油焦質量的5％；

(2)石油焦和催化劑混合后，在105℃干燥箱中進行干燥12小時，得到負載催化劑的石油焦；

(3)將負載催化劑的石油焦原料加入氣化爐內進行氣化反應，氣化溫度為700～1250℃，壓力為0.1～10MPa。

所述催化劑可選用溶鹽FeCl₃、FeSO₄、Li₂CO₃、Cs₂CO₃、NaOH、NiCl₂、NiSO₄、CuSO₄、CuCl₂的一種或幾種，或可選用不可溶鹽Fe₂O₃。