[發明專利]多孔碳材料以及利用催化裂化柴油制備多孔碳材料的方法

有效

• 申請號: 202010934084.1
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111924825B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 韓海波;李康;陳輝;翟騰;雷杰;張洪申;李治
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01G11/32;H01G11/26;H01G11/24;H01G11/86
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了一種多孔碳材料以及利用催化裂化柴油制備多孔碳材料的方法，該方法包括：將催化裂化柴油與多孔結構模板劑進行接觸反應，以使得催化裂化柴油在多孔結構模板劑的表面生長形成多孔結構的碳。通過將催化裂化柴油在多孔結構模板劑表面發生縮合反應，尤其是催化柴油中的二環及以上芳烴物質，使得碳在多孔結構模板劑表面定向生長，覆蓋多孔結構模板劑表面，在去除多孔結構模板劑后，能夠得到多孔碳材料。該方法工藝簡單，且形成的多孔碳材料電化學性能優異，反應過程中還能夠生成氫氣，有利于提高經濟效益；同時，催化裂化柴油中的S、N雜原子在制備多孔碳材料的過程中能夠進行原位S、N摻雜，有利于提升多孔碳材料的電化學性能。

技術領域

本發明涉及石油加工技術領域，具體而言，涉及一種多孔碳材料以及利用催化裂化柴油制備多孔碳材料的方法。

背景技術

我國催化裂化加工能力約占原油一次加工能力的40％左右，導致催化裂化柴油在我國柴油池中比例較大，達30％以上，成為主要的二次加工柴油組分。然而，世界原油重質化趨勢愈加明顯，含硫和高硫原油比例增加，國內西部油田和部分海上原油多為重質含硫原油，加之為提高汽油收率或增產丙烯不斷提高FCC裝置操作苛刻度，導致催化柴油質量愈來愈差，硫、氮、芳烴含量偏高，十六烷值偏低，尤其是芳烴含量高達80％以上，芳烴含量多以含雙環芳烴的萘類化合物為主，經加氫精制或裂化后用于生產車用柴油，工藝條件苛刻、氫耗高、產品密度、十六烷值和多環芳烴含量難以滿足新的國標要求。近年來，我國車用燃料油質量升級不斷加快，原定于2020年實施的國VI柴油標準已于2019年提前實施。其中對多環芳烴組分控制更為嚴格，國VI柴油多環芳烴質量分數由原來的不大于11％降低為不大于7％，對于高芳烴含量的催化柴油的使用受到一定的限制，且隨著消費柴汽比的進一步降低，催化柴油加工路線選擇受到限制。因此，尋找合適的催化柴油高附加值利用途徑已經成為科研人員研究的熱點。目前，催化裂化柴油提高附加值利用方法主要集中在加氫精制和加氫裂化等領域，而在加氫精制和加氫裂化工程中普遍存在工藝條件苛刻、能耗高、產品質量差、附加值低等問題。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多孔碳材料以及利用催化裂化柴油制備多孔碳材料的方法，以改善上述問題。

本發明是這樣實現的：

第一方面，本發明提供了一種利用催化裂化柴油制備多孔碳材料的方法，其包括：將催化裂化柴油與多孔結構模板劑進行接觸反應，以使得催化裂化柴油在多孔結構模板劑的表面生長形成多孔結構的碳。

可選地，接觸反應的溫度為700℃～850℃；反應壓力0.1～0.2Mpa。

可選地，催化裂化柴油與多孔結構模板劑的質量比為1：3～10。

可選地，催化裂化柴油是在載氣的作用下與多孔結構模板劑進行接觸反應；進一步優選地，載氣與催化裂化柴油的體積比為20～50：1；更優選地，載氣為氮氣、氫氣、氬氣和水蒸氣中的一種或多種。

可選地，催化裂化柴油與多孔結構模板劑的接觸時間為10～15秒。

可選地，多孔結構模板劑選自多孔結構的MgO、α-Fe₂O₃或催化裂化廢催化劑中的一種。

可選地，多孔結構模板劑為粒徑分布為50nm-1000nm的微球，比表面積為150-230m²/g。

可選地，催化裂化柴油的芳烴含量大于85wt％，雙環及以上芳烴含量大于70％，硫含量小于8000μg/g，氮含量小于350μg/g。

可選地，接觸反應是在流化床反應器中進行。

可選地，將多孔結構模板劑置于流化床中，再通過載氣帶入催化裂化柴油與多孔結構模板劑接觸反應。