[發明專利]一種熄焦廢氣制醇催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110227007.7
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112973723B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 張俊洋
• 申請（專利權）人: 府谷縣泰達煤化有限責任公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C10L1/02
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 安勝偉

本發明提供一種熄焦廢氣制醇催化劑，其包含二氧化硅和石墨烯；Mo、Mn和Ni金屬元素；以及堿金屬、堿土金屬元素的一種或幾種的組合。本發明的熄焦廢氣制醇催化劑不含硫元素，廢棄處理后不會產生含硫廢氣，利于環境保護。另外，其組成特性使其能通過使用相對廉價的物料制備得到，進而降低成本，便于實現工業化。

技術領域

本發明涉及煉焦的技術領域，具體涉及一種熄焦廢氣制醇催化劑及其制備方法。

背景技術

煉焦是指煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到1000℃左右(高溫干餾)，通過熱分解和結焦產生焦炭、焦爐煤氣和其他煉焦化學產品的工藝過程。在高溫煉焦過程中產生的熾熱紅焦需要經過熄焦冷卻后才方便運輸或進行后續利用環節。目前，熄焦技術包括干熄焦和濕熄焦，兩種熄焦過程都會產生以H₂、CO、CO₂以及CH₄為主要成分的高溫廢氣，如果將該高溫廢氣回收轉化為醇類液體燃料，不僅可以解決廢氣排放的問題，而且還可以增加能源產品，使得資源進行有效利用，可以從一定程度上緩解我國能源緊缺的現象，并且也符合環境保護的要求，具有非常重要的意義。

將熄焦產生的高溫廢氣制備成醇類液體的關鍵在于合適的催化劑，國內外研究人員針對該領域已經進行了大量研究，1986年美國陶氏化學首次申請了硫化鉬摻雜堿金屬催化劑的專利US4752622和US4752623，后續人們又在此基礎上開發了很多改進型硫化鉬基的催化劑，這類催化劑雖然表現出較高的C₂+醇選擇性和催化活性，但是其含有硫元素，廢棄處理時還需要考慮到含硫氣體排放的環境污染問題，使得人們必須研究更環保的可替代型催化劑。銠系催化劑是現有技術中研究比較多的另一類催化劑，其中也有不少表現出良好的C₂+醇選擇性和催化活性，但是銠系催化劑一般比較昂貴，因此需要研發更廉價的催化劑。

在上述研發背景的驅動下，發明人在研究過程中獲得了一種新型的利用熄焦廢氣制醇的催化劑。

發明內容

本發明首先在于提供一種新型的熄焦廢氣制醇催化劑，其不含硫元素，廢棄處理后不會產生含硫物質廢氣，利于環境保護。另外，其組成特性使其能通過使用相對廉價的物料制備得到，進而降低成本，便于實現工業化。

本發明的熄焦廢氣制醇催化劑，其包含如下組分：

二氧化硅和石墨烯；

Mo、Mn和Ni金屬元素；

堿金屬、堿土金屬元素的一種或幾種的組合。

作為一種實施方式，以份數計，各組分含量如下：

二氧化硅為15～65份，石墨烯為0.5～6份；

Mo、Mn和Ni金屬元素為5～20份；

堿金屬或堿土金屬元素為2～12份。

作為一種實施方式，所述堿金屬元素選自Na、K中的一種或兩種的組合。

作為一種實施方式，所述堿土金屬選自Mg、Ca中的一種或幾種的組合。

作為一種實施方式，Mo為0.5～1重量份，Mn為5～18重量份，Ni為1～5重量份。

本發明還提供根據以上內容任一項所述的熄焦廢氣制醇催化劑的制備方法，其包括如下步驟：

S1，用鹽酸-氟化銨水溶液對二氧化硅進行擴孔預處理；

S2，將步驟S1得到的二氧化硅與石墨烯、含Mo、Mn、Ni金屬元素的化合物混合，進行反應性研磨，得到混合物I；

S3，按照等體積浸漬法，用含堿金屬或堿土金屬的溶液浸漬所述混合物I，干燥、焙燒，即得。

作為一種實施方式，所述步驟S1包括如下過程：