[发明专利]一种石油焦催化气化的方法

说明书

本发明涉及石油焦气化领域，具体涉及一种石油焦催化气化的方法，该发明是采用机械混合法、浸渍法或直洒法将镁系化合物的催化剂与石油焦混合，得到负载催化剂的石油焦，负载催化剂的石油焦进入固定床气化炉发生气化反应。本发明利用催化剂使石油焦催化气化，可以大大提高气化反应速率，使反应时间缩短1.45～8.4倍。本发明采用的催化剂为镁系化合物，具有价格低廉、回收方便等优点。

技术领域

本发明涉及石油焦气化领域，具体涉及一种石油焦催化气化的方法。

背景技术

石油焦是炼油厂焦化装置产生的一种固态副产品。本世纪以来我国炼厂原油加工能力迅速增加，期间焦化产能增加更快。相应石油焦的产量增加很快，十年间(2001-2011年)全国石油焦产量增加了2.6倍，炼厂石油焦产率(占原油加工量)已由2.15％上升到4％左右。随着全球石油需求量的不断增长及原油的重质化，石油焦的产量在急剧的增加，其中高硫石油焦的主要应用为燃烧发电，由于硫的含量较高，燃烧过程中将会产生大量SO₂酸性气体，不易处理，且随着环保对大气污染排放物要求的提高，加之燃烧后产生的大量废渣难以处理，所以寻找更为有效的石油焦处理技术一直是近几年的热点。将石油焦气化制取燃气是一种很好的工业发展思路，高硫石油焦中的硫可以利用气化技术转化为H₂S，最终转化为单质硫，而且在气化反应过程中气化剂CO₂会转化为CO和H₂，不产生任何的环境污染。气化技术是一项很有前景的绿色技术，是能源有效洁净利用的主要途径。

利用石油焦作为气化原料进行气化在工业上已经开始试用，但是由于石油焦由长链脂肪烃缩聚物、稠环芳烃缩聚物、少量低分子有机物及微量无机催化剂组成，且其孔隙结构很不发达，导致其气化活性远远低于煤与生物质气化，而催化气化作为一种新型的气化方式，可以降低反应温度，提高气化反应活性。传统使用的催化剂如钾盐与钠盐催化剂虽然催化活较好，但存在价格贵、回收闲难、腐蚀气化炉等问题；铁系催化剂存在催化活性不高、回收闲难、易中毒等问题；煤灰催化剂等可弃催化剂存在催化活性不高，且不同可弃催化剂催化差异性较大等问题无法在工业上被广泛利用。因此，寻找高效、廉价、且可回收的催化剂是加快石油焦气化技术工业化关键问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种石油焦催化气化的方法，以实现石油焦资源化利用。

具体技术方案如下：

一种石油焦催化气化的方法，以镁系化合物为催化剂，与石油焦以一定比例混合后得到负载催化剂的石油焦；负载催化剂的石油焦通入水蒸气，使石油焦和水蒸气在固定床气化炉中发生气化反应；

具体包括如下步骤：

(1)将催化剂与石油焦混合，得到混合催化剂的石油焦，催化剂添加量为石油焦质量的10％；

(2)石油焦和催化剂混合后，在105℃干燥箱中进行干燥12小时，得到负载催化剂的石油焦；

(3)将负载催化剂的石油焦原料加入气化炉内，气化温度为1100℃，气化剂为水蒸气，水蒸气流量为4g/min，压力为0.1MPa。

所述的催化剂可选用MgO、MgCl₂、MgSO₄、Mg(NO₃)₂其中一种。

所述的催化剂为MgCl₂、MgSO₄或Mg(NO₃)₂时，采用负载方法为机械混合法、浸渍法或直洒法，所述催化剂为MgO时，采用负载方法为机械混合法或直洒法。

所述机械混合法包括以下步骤：将石油焦和镁系催化剂混合后，在振动研磨机上研磨10min，之后使用干燥箱在105℃环境中进行干燥12小时，得到机械混合法制备负载催化剂的石油焦；