[发明专利]一种复合型煤焦油加氢催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂及其制备方法，尤其涉及一种用于精制煤焦油的加氢催化剂及其制备方法，属于化工技术领域。 

背景技术

煤焦油又称煤膏，是煤热解干馏工艺过程中的一个重要副产品，其成分达上万种，主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃，以及芳香族含氧化合物（如苯酚等酚类化合物），含氮、含硫的杂环化合物等很多有机物。

在煤焦油的加工利用中，通常先将煤焦油分馏成轻、重几个馏分，即通过蒸馏把它分成轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油等几个窄馏份和焦油沥青。然后从不同窄馏份中经加氢精制或改质后通过分离来提取用于生产酚、萘、蒽等化工产品的原料，而加工提取的剩余部分常被用作粗燃料或者掺入燃料油中使用。这种加工方法工艺较落后，分离和提纯难度较大，不易形成规模，同时会产生大量污水、废渣，污染环境，另外，由于煤焦油硫、氮化合物含量高，直接燃烧会产生大量的SOx和NOx类物质，造成严重的环境污染。

目前利用催化加氢工艺可有效脱除掉煤焦油中的硫、氮等杂质，降低其密度，实现煤焦油的轻质化。由于煤焦油原料具有杂原子含量高、灰分高，多环芳烃含量高、胶质、沥青质含量高等特点，这使得煤焦油在采用常规的石油类加氢催化剂对其进行加氢催化时，胶质以及沥青质等物质容易包覆在催化剂表面，从而使得催化剂的活性点无法充分地和煤焦油进行充分地接触催化，从而使得催化剂快速结焦失活，影响了催化剂的使用寿命。现已开发出的加氢催化剂普遍存在原料价格高、催化剂制备成本高、使用寿命短等问题。

现有技术中，中国专利CN101927167A公开了一种复合型煤焦油加氢催化剂，包括高活性组分和低活性组分，其中，高活性组分为钼、镍、钴或钨金属的水溶性盐类，低活性组分为氧化铁矿石或硫化铁矿石；上述催化剂在制备时，需要将低活性组分氧化铁矿石或硫化铁矿石粉碎，在粉碎过程中把钼、镍、钴、钨金属的水溶性盐喷淋到矿石颗粒表面，这样说明在该催化剂中，氧化铁矿石或硫化铁矿石在实现一定催化作用的同时也承担了催化剂载体的作用。从上述催化剂的催化性能来看，虽然氧化铁或硫化铁矿石具有一定的催化活性，但是当上述钼、镍、钴、钨金属的水溶性盐喷淋到上述矿石表面时，会附着在矿石表面，占据了矿石表面很多的催化活性中心；这样在使用该技术中的催化剂进行煤焦油催化加氢反应时，氧化铁矿石或硫化铁矿石的催化活性根本无法得到充分的发挥，反而因使用氧化铁矿石或硫化铁矿石的成本较高，增加了催化剂的制备成本。

我国是煤炭大国,煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。我国是煤矸石存量最大的国家,目前积存煤矸石达 10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨，煤矸石弃置不用不仅占用了大片土地,而且煤矸石中的硫化物逸出或浸出也会污染大气、农田和水体,此外,煤矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。目前煤矸石的处理也主要用于从中回收煤炭和黄铁矿、发电、制造建筑材料等，还未发现有用于制造加氢催化剂的报道。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的煤焦油催化剂将钼、镍、钴、钨金属的水溶性盐喷淋到氧化铁矿石或硫化铁矿石表面，这样上述金属的盐类容易将氧化铁矿石或硫化铁矿石表面的活性中心覆盖，从而无法发挥上述氧化铁矿石或硫化铁矿石的催化活性，加之上述矿石造价较高，从而在整体上使得催化剂的制备成本提高，进而提供一种成本低廉、且具有较高催化活性的煤焦油加氢催化剂。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种煤焦油加氢催化剂，由活性组分和载体组成，所述活性组分为钼、镍、钴或钨的水溶性盐类中的一种或多种；所述载体为煤矸石；在所述催化剂中，所述活性组分的含量为60-90wt%，所述载体的含量为10-40wt%。

优选所述活性组分的含量为70-85wt%，所述载体的含量为15-30wt%。

更优选所述活性组分的含量为73wt%，所述载体的含量为27wt%。

所述煤矸石的粒径为30-200μm。

优选所述煤矸石的粒径为50-100μm。