[发明专利]一种加氢热分解催化剂及使用该催化剂的加氢热分解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢热分解催化剂及使用该催化剂的加氢热分解方法，具体涉及一种利用石油精制过程中的铁系废脱硫剂作为中低温煤焦油的加氢热分解催化剂及使用该催化剂的加氢热分解方法，属于煤化工领域。

背景技术

煤焦油是一种具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体，是煤在热解过程中产生的液体产品，三热解温度不同可分为高温焦油（1000℃）、中温焦油（600~800℃）和低温焦油（450~550℃）。低温煤焦油相对密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%，酚类含量达30%作用，其余为以吡啶碱类为主的含氮化合物、含硫化合物及胶状物质；高温煤焦油是黑色粘稠液体，通常相对密度大于1.0g/m3，含有54~56%的沥青，其它为芳香族和杂环化合物。

煤焦油馏分重、质量差、杂质含量高。通常对煤焦油的加工包括以下两方面，一、通过精馏，提取其中高附加值的酚、吡啶、萘、蒽等化工产品；二、通过采用加氢催化剂以加氢的方法对煤焦油进行精制和改质，生成优质、清洁的燃料油。其中，对于煤焦油加氢制备燃料油而言，由于其可以解决我国车用燃料市场的重大缺口，因此受到越来越多的重视。

煤焦油加氢反应是指煤焦油在高温、高压、临氢条件下在催化剂固定床层上发生的反应，一般分为加氢裂化、加氢精制等，其主要目的是除去油品中的硫、氧、氮以及金属杂质，并使烯烃饱和，改变油品的稳定性、颜色、气味和燃烧性能等，以达到改变油品形状，提高使用价值的目的。

现有技术中，煤焦油加氢反应中常用的催化剂通常是以钼、镍、钴或铁等为活性物质，以含硅氧化铝作为载体，这类催化剂适宜于加工中低温煤焦油。诸如，中国专利文献CN102029157A公开了一种用于煤焦油沥青加氢裂解轻质化反应的催化剂，该催化剂以无机多孔材料为载体，选用氧化铝、含氧化铝的硅胶、MCM-41或SBA-15中的至少一种，通过真空浸渍法，将活性组分的金属元素Fe、Ni、Co、Mo中的一种或两种以金属氧化物或金属硫化物的形式负载到载体上，其中活性组分金属含量或金属硫化物含量占催化剂的1~20wt%，再在500焙烧3h后得到所述加氢催化剂。

上述技术中制备得到的催化剂，催化活性高，反应结焦少，裂解轻质油收率高，特别适合与煤焦油中重组分与沥青的加氢裂解轻质化，使用本发明催化剂可使煤沥青的单程转化率达到70%以上。但是上述技术中，煤焦油加氢反应催化剂的制备需要将活性组分通过真空浸渍法负载在多孔载体上，存在制备过程复杂、流程较长、条件控制要求高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有技术中煤焦油加氢反应催化剂的制备需要将活性组分通过真空浸渍法负载在多孔载体上，存在制备过程复杂、流程较长、条件控制要求高的问题，进而提供一种以铁系废脱硫剂作为煤焦油加氢反应催化剂以及使用该催化剂进行煤焦油加氢反应的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种中低温煤焦油加氢热分解催化剂，为铁系脱硫剂废剂，其中，所述铁系脱硫剂中含铁活性组分的含量为65~100wt%。

所述铁系脱硫剂为以Fe₂O₃为活性组分的脱硫剂或以羟基氧化铁为活性组分的脱硫剂。

所述羟基氧化铁为无定形羟基氧化铁。

所述铁系脱硫剂废剂含铁氧化合物组成和铁硫化合物。

使用所述催化剂进行中低温煤焦油加氢热分解的方法，包括如下步骤：

（1）煤焦油在所述催化剂的存在下，在氢初压为3~19MPa、反应温度为330~470℃、氢、油体积比为200~2000的条件下进行加氢热分解反应；

（2）对步骤（1）中加氢热分解得到的产物进行分离处理，得到固体物质和液体物质，所述液体物质即为油品。

所述中低温煤焦油为沸点高于350℃的重质馏分。

所述催化剂的添加量为催化剂中铁元素含量占所述中低温煤焦油质量的0.5~3wt%。

中低温煤焦油加氢体系中，硫元素与铁元素的摩尔比大于2；当硫元素与铁元素的摩尔比小于2时，补充单质硫元素与铁元素与铁的摩尔比大于2。

所述步骤（2）中，分离后的固体物质经清洗、燃烧后再生得到铁系脱硫剂，经脱硫后的脱硫剂废剂再循环至所述步骤（1）。

一种铁系脱硫剂废剂用于中低温煤焦油加氢热分解催化剂的用途。

本发明与现有技术相比具有如下优点：