[发明专利]一种煤焦油及萘催化加氢用过渡金属碳化物催化剂

说明书

本发明公开了一种煤焦油及萘催化加氢用过渡金属碳化物催化剂；更具体的，煤焦油中芳烃催化加氢用的非均相催化剂。所述非均相催化剂包含载体及位于载体上的活性组分和助剂，其中，所述活性组分为钨的碳化物，所述助剂为镍的碳化物，载体为二氧化钛改性的伽马氧化铝。本发明还提供上述非均相催化剂的制备方法以及采用该非均相催化剂对萘加氢的方法。本发明的催化剂具备高的加氢活性且能够高选择性的制备十氢萘。

技术领域

本发明涉及一种煤焦油及萘催化加氢用过渡金属碳化物催化剂，属于催化剂领域。

背景技术

目前煤焦油的加工主要采用催化加氢的方式制备汽柴油产品，但由于煤焦油和石油的组成存在较大差异，导致目前以石油炼制生产汽柴油的催化加氢催化剂无法直接用于煤焦油加氢。此外，由富含缩合芳烃的煤焦油生产的汽油和柴油在其辛烷值和十六烷值方面较难达到成品油的要求。而由芳烃经过催化加氢制备的环烷烃和氢化芳烃却是新一代高密度喷气燃料的理想组分。

因此，制备具有高加氢活性的催化剂对于煤焦油加氢制备喷气燃料组分具有重要意义。以往的催化剂多采用NiMo或CoMo硫化物催化剂。研究表明NiW或NiMo碳化物催化剂具有更高的加氢活性。本发明公开了一种煤焦油及萘催化加氢用过渡金属碳化物催化剂。所述非均相催化剂包含载体及位于载体上的活性组分和助剂，其中，所述活性组分为钨的碳化物，所述助剂为镍的碳化物，载体为二氧化钛改性的伽马氧化铝。本发明的催化剂具备高的加氢活性且能够高选择性的制备十氢萘。

发明内容

本发明涉及一种煤焦油及萘催化加氢用过渡金属碳化物催化剂，所述非均相催化剂包含载体及位于载体上的活性组分和助剂，其特征在于，所述活性组分为钨的碳化物，所述助剂为镍的碳化物。

根据优选的实施方式，所述载体为伽马氧化铝和二氧化钛复合载体。

根据优选的实施方式，所述活性组分与助剂的摩尔比为50：1～10：1，优选为40:1～20:1。

根据优选的实施方式，所述活性组分和助剂的总重以氧化物形态计占所述催化剂总重的20-40wt％，优选25-35％，更优选30％。

根据优选的实施方式，所述载体中二氧化钛与伽马氧化铝的质量比为0：100～1：5，优选为1：50～3：20。

本发明涉及一种制备催化剂的方法，包括以下步骤：

(1)复合载体制备：将所需量的钛源加入到无水乙醇中配成溶液，添加一定量的硝酸，向该溶液中加入相应比例的载体，搅拌均匀，静置老化，烘干，焙烧得到复合载体；

(2)负载：将所述活性组分和助剂中金属元素相对应的可溶性金属盐，按比例加入到去离子水中配制成溶液，向溶液中加入相应比例的载体，搅拌均匀，静置老化，烘干，焙烧得到催化剂氧化物前驱体；

(3)碳化：将所述催化剂氧化物前驱体在还原和碳化气氛中程序升温反应得到所述催化剂。

根据优选的实施方式，所述钛源选自氯化钛、硫酸钛、钛酸异丙酯、钛酸四丁酯中的一种或多种；所加硝酸量为溶液的0.01％～1％，焙烧温度为300～700℃，优选500～650℃下焙烧4小时。

根据优选的实施方式，所述镍源选自硝酸镍、硫酸镍和氯化镍中的一种或几种；所述钨源选自偏钨酸铵。

根据优选的实施方式，所述还原和碳化气氛为氢气和甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷中的一种或几种，优选为氢气和甲烷，氢气与含碳烃比例为4：1～10：1，升温速率为1℃/min～10℃/min，最高温度为500℃～700℃，保持1～3小时，气流量为每克催化剂前体用量20～200mL/min。