[發(fā)明專利]一種煤擔(dān)載型鐵基催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811624907.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109647535A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤;焦桂萍;張紀(jì)領(lǐng);李伯東;趙琳;王學(xué)明;孫任輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所
• 主分類號(hào): B01J31/28
• 分類號(hào): B01J31/28;B01J37/34;B01J37/03;B01J37/14;C10G49/12;C10G49/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 張潔;仇蕾安

本發(fā)明屬于煤?重油加氫共煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤擔(dān)載型鐵基催化劑。所述催化劑由以下方法制備得到：攪拌下，將煤粉和混合鹽溶液混合分散均勻，得到分散液；攪拌下，向分散液中逐滴滴加1.5～3mol/L的堿性溶液，控制pH值為6～9，反應(yīng)2～3h，得到沉淀物；向沉淀物中通入空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化時(shí)間為1～3h；反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾、洗滌、干燥，研磨篩選200～500目的顆粒，得到一種煤擔(dān)載型鐵基催化劑。所述催化劑中引入其它金屬改性，利用雙金屬或三金屬間的協(xié)同效應(yīng)，提高催化劑活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤-重油加氫共煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤擔(dān)載型鐵基催化劑。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)原油的重、劣質(zhì)化，對(duì)輕質(zhì)油的需求又日益增加。并且我國(guó)煤炭資源豐富，大量煤炭的直接燃燒給環(huán)境帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。煤-重油加氫共煉技術(shù)是把石油重油、渣油作為溶劑油的一種煤炭直接液化技術(shù)，煤-重油加氫共煉是煤直接液化和重油加氫裂化工藝的結(jié)合，是非常復(fù)雜的非均相反應(yīng)。煤-重油加氫共煉技術(shù)可以利用煤粉和重、渣油之間的協(xié)同作用，使煤液化轉(zhuǎn)化為液體燃料的同時(shí)使重油輕質(zhì)化，提高重油的利用水平。因此開(kāi)展煤-重油加氫共煉技術(shù)的研究，突破了煤化工行業(yè)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化和石化行業(yè)重、劣質(zhì)油輕質(zhì)化兩個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)難題，從煤炭中獲取高附加值化學(xué)品，對(duì)降低石油資源依賴、保障國(guó)家能源安全具有重要意義。

其中催化劑是煤-重油加氫共煉技術(shù)的關(guān)鍵，可以降低反應(yīng)條件的苛刻度，提高液化油收率，抑制反應(yīng)過(guò)程生焦。煤油共煉技術(shù)要想得到較好的煤液化效果、實(shí)現(xiàn)較高的煤轉(zhuǎn)化率關(guān)鍵在于高效催化劑的合成，煤油共煉催化劑主要有以下幾種：熔鹽鹵化鋅型，天然或合成的鐵系礦物，工業(yè)催化劑，油溶性分散型催化劑和煤擔(dān)載型鐵基催化劑。CN201010512801.8開(kāi)發(fā)的是一種應(yīng)用于煤直接液化的油酸包鐵型三氧化二鐵納米晶催化劑，該催化劑具有分散性高、催化活性高、油收率高、煤轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)，但是催化劑制備工藝復(fù)雜，成本高。日本三井造船開(kāi)發(fā)的γ-FeOOH催化劑，反應(yīng)溫度450℃，催化劑添加量為1.0wt％(Fe/干煤)時(shí)，油收率達(dá)到66.1％。中國(guó)神華煤直接液化百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)示范裝置使用了超細(xì)γ-FeOOH催化劑，長(zhǎng)條形γ-FeOOH直徑為20～30nm、長(zhǎng)度為100～180nm，所述γ-FeOOH催化劑用于煤-重油加氫共煉時(shí)，納米級(jí)磁黃鐵礦提供了巨大的活性表面，催化劑用量可大大降低，催化劑添加量為0.5～1.0wt％(Fe/干煤)時(shí)，煤轉(zhuǎn)化率大于90％，油收率達(dá)到60％；但其催化劑活性仍有待提高。總之，煤擔(dān)載型鐵基催化劑制備簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，價(jià)格低廉，易與其他金屬?gòu)?fù)合，是一種比較理想的催化劑，但是金屬鐵催化活性低、使用時(shí)加量偏大。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)一種適用于煤-重油加氫共煉的煤擔(dān)載型鐵基催化劑，所述催化劑具有較高的催化活性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種煤擔(dān)載型鐵基催化劑，所述催化劑由以下方法制備得到，所述方法步驟包括：

(1)攪拌下，將煤粉和混合鹽溶液混合分散均勻，得到分散液；其中，混合鹽溶液為鐵鹽和非鐵金屬鹽的混合溶液，混合溶液中鐵鹽的濃度為0.1～0.3mol/L，鐵鹽占煤粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7～20％，非鐵鹽占煤粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～0.3％，非鐵鹽為水溶性鎳鹽、鈷鹽、錫鹽和鉬鹽中的一種以上；

(2)攪拌下，向分散液中逐滴滴加1.5～3mol/L的堿性溶液，進(jìn)行沉淀反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2～3h，直至pH值為6～9，反應(yīng)結(jié)束，得到沉淀物；

(3)向沉淀物中通入空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化時(shí)間為1～3h；反應(yīng)結(jié)束后，減壓抽濾、洗滌、干燥，研磨篩選200～500目的顆粒，得到一種煤擔(dān)載型鐵基催化劑。

優(yōu)選的，步驟(1)中，在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下，將煤粉于200～300℃下預(yù)處理2h，得到預(yù)處理后的煤粉。

優(yōu)選的，步驟(1)中，所述鐵鹽為硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨。