[发明专利]一种负载型催化剂、其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种负载型催化剂、其制备方法和用途，负载型催化剂包括载体和负载于载体上的活性组分，所述活性组分包括碱金属元素的硅酸盐、碱金属元素的铝酸盐或碱金属元素的硅铝酸盐中的任意一种或至少两种的组合，活性组分中碱金属元素的质量占载体质量的4％‑18％。所述负载型催化剂用于催化生物质和/或煤的热解转化以生产高品质的焦油，能够使焦油中的酚系物含量显著降低，芳烃含量显著提高，有利于降低焦油的酸性、极性、腐蚀性和氧含量，进而有利于提高焦油的热值以及与汽柴油的互溶性；制备所述负载型催化剂使用的原料价格低廉，有利于降低成本，提高生产利润；制备工艺简单方便、无污染，是一种环境友好的绿色工艺。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种负载型催化剂、其制备方法和用途，尤其涉及一种金属氧化物负载型催化剂、其制备方法和在生物质和/或煤催化热解制备高芳烃含量及低酚含量焦油中的应用。

背景技术

煤或生物质干馏过程中得到的焦油，是一种复杂的混合物体系，是廉价的燃料来源。然而，由于热解焦油中组分构成复杂、尤其是高含量的酚系物导致焦油具有较高的氧含量、酸性、腐蚀性和极性，以及较低的热值，限制了其作为液体燃料或与汽柴油混配的应用，因此有必要对其进行精制处理，以降低焦油中的酚系物含量并提高芳烃含量，进而降低焦油的酸性、腐蚀性、和极性，提高焦油热值。

目前，主要的焦油精制方案有：以组分分离为目的的组分蒸馏分离技术、焦油催化加氢、以及催化裂解脱氧精制等。

由于焦油组分非常复杂，已测知的组分超过200种，焦油中任意单一组分的含量都很低，因此通过多级串联的精馏操作获取高纯度单一化学品方案能耗极高，加之蒸馏过程常伴随焦油中不稳定组分的热缩聚反应，尤其是低温焦油中不稳定组分含量更高，导致目标产物收率极低，因此组分精馏分离工艺主要适用于高温煤焦油，较少用于中、低温煤焦油的精制。

中、低温煤焦油主要以加氢制油为目标，由于中、低温煤焦油中富含杂酚，而杂酚加氢产生大量的水，既浪费宝贵的氢气原料，又易引起催化剂失活，因此通常先以碱洗-酸化法分离杂酚组分后再对剩余组分进行加氢精制，同时副产酚油。该技术路线相对成熟但工艺过程涉及强酸、强碱，带来设备腐蚀和环境污染问题，进而导致工艺成本较高。

若可以在热解过程减少或消除焦油中酚系物的产生，则有利于降低焦油的酸性、腐蚀性和极性，提高焦油的热值以及油溶性，更可以回避成本较高的可能导致环境污染的酚油分离环节。因此本发明提出，以生物质和/或煤为原料，通过高效催化剂的筛选以及催化热解条件的优化控制，实现显著降低焦油中的酚系物含量并增加芳烃含量的催化剂制备方法和催化热解方法。