[發明專利]一種油溶性硫化金屬催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210348757.4
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114768830A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 劉俊杰;楊頌;劉守軍;張智聰;任博文;杜文廣;彭垠
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;B01J27/04;B01J37/20;C01G3/12;C01G49/12;C01G51/00;C01G53/11;C10L9/04;C10L5/02
• 代理公司: 北京博海嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 16007
• 代理人: 郝彥東

本發明提供了一種油溶性硫化金屬催化劑及其制備方法和應用，屬于煤加氫催化技術領域。本發明通過將過渡金屬鹽水溶液與脂肪酸鹽溶液順次進行混合、靜置分層后取上層有機相即為硫化金屬催化劑前驅體；將硫化金屬催化劑前驅體與單質硫進行硫化反應，將產物順次進行離心分離、洗滌、干燥后即得到油溶性硫化金屬催化劑。將本發明制備的油溶性硫化金屬催化劑應用于煤加氫增塑反應后，殘留在煤中的硫與傳統的加氫增塑催化劑相比殘留量較少。本發明的催化劑相較于傳統催化劑，制備方法簡單，適合大規模生產，部分催化劑可以隨反應后溶劑提取出來，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及煤加氫催化技術領域，尤其涉及一種油溶性硫化金屬催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著鋼鐵行業回暖，對煉焦煤的需求量逐漸提高。中國作為最大的鋼鐵生產國，國內對焦炭的需求量達到了世界焦炭需求量的1/4。然而在近些年的不斷開采下，國內的優質煉焦煤資源已經所剩無幾，每年需要從國外進口大量的煉焦煤。

國內的煤炭儲量豐富，存在大量的不粘煤、弱粘煤等非煉焦用煤，主要用于動力煤和民用燃料，對環境的污染較大且利用效率低。T.A. 庫哈連科在研究煙煤性質的時候提出在較低溫度、較低壓力下對高變質煤和低變質煤進行輕度加氫，可使其塑性、焦油產率、揮發分等趨向于中等變質程度的肥煤，這對于不粘和弱粘煤的提質利用有著重要的意義。

煤的加氫增塑技術是煤炭科學研究總院提出來的，目前在低階煤加氫增塑中應用的催化劑主要以硫化金屬催化劑為主。中國專利CN101302455公開了“一種增塑低變質煙煤的方法”，以三氧化二鐵作催化劑，硫磺作為助催化劑，能使低變質煙煤的粘結指數從0增加到90以上。該方法中催化劑三氧化二鐵是直接和煤混勻，催化劑在煤中的分散性較差，且加入了原料煤質量1～3％的硫，會使煤中的S含量提高。中國專利CN102154049A公開了“一種利用低階無粘結性煤改質制備煉焦煤的方法”，在超細煤粉上負載γ～FeOOH催化劑，硫磺作為助催化劑，能使無粘煤的粘結指數增加到75以上。該方法中催化劑負載到了超細煤粉上，操作復雜，工業化應用不易實現。中國專利CN111411007A公開了“一種Ca催化低階煤加氫制煉焦煤的方法”，催化劑以Ca基為主，還添加了Fe、Ce基等催化劑，能使低階煤的粘結指數增加到90以上，但是其反應中加入水，上述催化劑均不溶于水，導致在體系中的分散性不好。

油溶性催化劑能夠溶于油性溶劑，通過溶解在油性溶劑參與反應，催化劑的分散效果更好，催化效果更高且催化劑的用量也比較少。中國專利 CN113492008A公開了“煤焦油漿態床加氫工藝的復合型油溶性催化劑及其應用”制備了一種以Fe、Ni、Co、Mo等為主的復合油溶性催化劑用于煤焦油加氫，但是Ni、Co、Mo無機鹽的加入，增加了催化劑的成本；中國專利 CN110240930A公開了“一種油溶性催化劑的制備方法”，具有良好的加氫性能和脫雜質能力，但是該催化劑會抑制生焦；中國專利CN106391111A公開了“一種油溶性催化劑及其制備方法”，用于煤化工及石油化工的裂化，且反應中無需有機溶劑和高溫，但是制備方法較為復雜。因此，制備一種分散性好、催化活性高且有助于煤炭加氫增塑的油溶性硫化金屬催化劑是本領域亟須解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對傳統煤炭加氫增塑催化劑催化活性低、分散性不理想的問題，提供一種用量少、分散性好、制備方法簡單且反應活性高的油溶性硫化金屬催化劑及其制備方法和應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種油溶性硫化金屬催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將過渡金屬鹽水溶液與脂肪酸鹽溶液混合后靜置分層，得到的上層有機相即為硫化金屬催化劑前驅體；

2)將硫化金屬催化劑前驅體和單質硫進行硫化反應，將硫化反應產物順次進行離心分離、洗滌、干燥后即得到油溶性硫化金屬催化劑。