[发明专利]一种煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂及制备方法和应用

说明书

一种煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂是以Ni、W为活性组分，F为助剂，γ‑Al₂O₃为载体，其中NiO为5‑10wt%，WO₃为15‑30wt%，F助剂为0.1‑2.0wt%，载体为58.0‑79.9wt%。本发明具有制备简单，脱硫脱氮效果好，稳定性好的优点。

技术领域

本发明涉及一种煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

煤焦油加氢是在高温高压下，在催化剂作用下进行加氢改质，改变其分子结构，并脱除S、N、O等杂原子，达到清洁化、轻质化的效果，从而获得汽油、柴油、煤油等馏分燃料。这不仅可以提高煤炭这种不可再生资源的利用率，减轻资源浪费，还可为供应紧张的石油提供有益补充。煤焦油主要由芳香族化合物组成，一般由碳、氢、硫、氮、氧和微量的金属元素组成，其中氮含量(0.45％～1.30％)和硫含量(0.29％～0.40％)较高，而煤焦油作为粗制燃料燃烧，会导致烟气中含有大量的SO_x和NO_x,不符合国家废气排放标准，所以硫和氮的脱除是煤焦油加氢精制过程的必然要求。

在中低温煤焦油加氢精制制取清洁燃料的过程中，加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)是主要部分，而HDS和HDN反应需要在催化剂作用下才可进行，因此脱硫脱氮催化剂的研制就显得尤为重要。经过数年的研究，煤焦油加氢精制技术在催化剂领域也取得了很大的进展。CN 102626635 B公开了一种煤焦油加氢脱氮催化剂及其制备与应用，该催化剂以Mo、W为加氢活性组分，以介孔氧化铝为载体，采用等体积浸渍法制备而成，该催化剂主要针对煤焦油中氮含量较高的特点开发的，其比表面积和孔径均较大，因此具有较高的加氢脱氮活性，加氢脱氮率高达97％以上，脱硫效果一般。CN 102614909 B公开了一种脱除煤焦油中含氮化合物的催化剂及其制备与应用，该催化剂具有较好的机械强度、耐磨性和耐水性，以三氧化钨、一氧化镍和三氧化二铬为活性组分，以氟和磷为助剂，以氧化铝、氧化锆、Hβ分子筛、粘结剂和助挤剂为载体，可深度脱除中低温煤焦油中的含氮含硫化合物，但其载体制备过程复杂，反应条件高温高压。总体而言，已公开的这些加氢精制催化剂各有其特点，在加氢处理工艺中都促进了煤焦油的清洁化。但是国家环保政策日益严格，煤焦油加氢制得的燃料油中的硫、氮含量必须符合国家现在和将来对清洁燃料的要求，从研发背景来看，还缺乏一种针对煤焦油脱硫脱氮的制备简单、价格低廉的高效催化剂。因此，很有必要对煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂进行研究。

发明内容

本发明的目的是提出一种制备简单，脱硫脱氮效果好，稳定性好的煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂及其制备方法和应用。

本发明催化剂由活性组分、助剂和载体组成，活性组分为WO₃和NiO，助剂为氟，载体为γ-Al₂O₃，通过浸渍法制备催化剂，操作简单，催化剂脱氮与脱硫效率高，寿命长、价格低廉且应用广泛。

本发明煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂，以Ni、W为活性组分，F为助剂，γ-Al₂O₃为载体，其中NiO为5-10wt％，WO₃为15-30wt％，F助剂为0.1-2.0wt％，载体为58.0-79.9wt％。

本发明的煤焦油加氢脱硫脱氮催化剂的制备步骤如下，

(1)首先称干燥的γ-Al₂O₃载体，采用等体积浸渍法，以0.054-1.12mol/L的氟化铵(NH₄F)溶液浸渍γ-Al₂O₃载体，室温下静置6-12h，然后于90-110℃下干燥2-6h，再以升温速率1-5℃/min升温至450-650℃焙烧3-10h，待温度降至室温，得到F/载体；