[發明專利]一種載體煤改性制備高分散型煤/重油加氫共煉催化劑

在審

• 申請號: 202010620942.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111686735A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 鄧文安;劉聰聰;李傳;羅輝;杜峰;李庶峰;楊騰飛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C10G1/00;C10G47/12
• 代理公司: 鄭州慧廣知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 朱廣存

本發明公開一種載體煤改性制備高分散型煤/重油加氫共煉催化劑，屬于煤?重油加氫共煉技術領域，是以造孔預處理后的煤粉為載體、以金屬鐵鎳為活性組分的高分散型催化劑，所述催化劑的制備方法包括下述步驟：將原料煤粉進行炭化；將炭化料和活化劑充分混合攪拌均勻，750～850℃下維持60min；洗滌至中性，干燥得多孔材料；將多孔材料和鐵鎳混合鹽溶液攪拌混合均勻；逐滴滴加堿性溶液生成沉淀；通入空氣進行氧化反應；減壓抽濾，洗滌，真空干燥，研磨篩選，即得。本發明將煤粉進行活化預處理，增大了煤粉的比表面積，提高活性組分在煤粉表面的分散度，提高了活性組分的擔載量，極大簡化了以往煤?油懸浮床加氫共煉中催化劑的分散工藝。

技術領域

本發明涉及煤-重油加氫共煉技術領域，特別涉及一種載體煤改性制備高分散型煤/重油加氫共煉催化劑。

背景技術

我國的國家能源構成主要是煤炭資源，但是大量煤炭的直接燃燒會給環境帶來沉重負擔。石油和天然氣資源相對匱乏，原油重、劣質化且對輕質油的需求日益增加，隨著經濟發展，我國原油的對外依存度更是逐年增加，因此，在富煤貧油國家煤油共煉技術吸引了不少研究者，煤油共煉技術是把石油重/劣質油作為溶劑油的一種新型煤直接液化技術，利用煤粉和重油之間的協同作用，使煤液化轉化為液體燃料的同時使重油輕質化，提高重油的利用水平。

但煤/重油加氫共煉反應不像傳統的煤直接液化技術使用特定具有供氫能力的溶劑，重油作為煤油共煉反應的溶劑，不僅供氫能力相對較差且其中的重組分有縮合生焦的趨勢，是非常復雜的非均相反應，因此對催化劑的開發提出更高的要求。高活性催化劑能有效提高液化油收率，抑制反應過程縮合生焦。煤/重油加氫共煉主要以Co、Mo、Ni和W系催化劑；金屬鹵化物催化劑；鐵系催化劑；復合型催化劑為主，其中貴金屬催化劑活性高，但成本也較高，金屬鹵化物具有腐蝕性，鐵系催化劑價格低廉、環境友好，但活性較低，而鐵與貴金屬復合使用，可以利用金屬間的協同作用，在兼顧催化劑活性的同時，降低原料成本。

目前，分散方式主要分為兩種：一種是通過配煤引入的煤擔載法，另一種是通過配油引入的油溶法，Chuan Li等合成了一種油溶性鐵鎳催化劑并在褐煤馬瑞渣油體系中考察了其加氫反應性能，直接加入反應體系即能較好的分散，其中鐵鎳形成硫化過程形成混晶相使兩種金屬產生協同作用，其干基無灰煤轉化率高達到97％，但是油溶性配體的大量使用使其合成成本較高，無法實現工業化應用。鄧文安等以褐煤為載體采用浸漬法合成了以Fe/Mo為活性組分的煤擔載型催化劑，發現加入第二金屬組分后可促進煤轉化率的提升，鐵基催化劑粒徑小于50nm，且在體系的分散度較高，但載體煤的比表面積較小，尤其在擔載量較高時活性組分容易聚集堆積，分散度有待提高。

發明內容

本發明提供一種載體煤改性制備高分散型煤/重油加氫共煉催化劑，該催化劑采用鐵與加氫活性較高的金屬鎳復合，對載體煤進一步造孔優化其分散度以提高催化劑活性。

為達到上述技術目的，本發明提供的技術方案為：

本發明提供一種載體煤改性制備高分散型煤/重油加氫共煉催化劑，是以造孔預處理后的煤粉為載體、以金屬鐵鎳為活性組分的高分散型催化劑，所述催化劑的制備方法包括下述步驟：

(1)將原料煤粉置于管式爐中氮氣保護下，升溫速率為5～10℃/min，炭化溫度450～550℃，炭化60～90min，冷卻得炭化料；

(2)將炭化料和活化劑充分混合攪拌均勻，750～850℃下維持60min；冷卻至室溫后，用0.1mol/L的鹽酸和去離子水洗滌至中性，產品經干燥得到高比表面積的多孔材料；

(3)將鐵鹽和鎳鹽溶解形成均一溶液，將高比表面積的多孔材料和混合鹽溶液攪拌混合均勻，得到分散液，分散均勻；

(5)通入速率為500mL/min的空氣進行氧化反應，氧化時間為3～5h；