[发明专利]一种煤油共炼催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种煤油共炼催化剂的制备方法及应用，属于材料合成和应用技术领域。所述方法通过向混有助剂金属离子的铁盐溶液中加入尿素，在70～100℃搅拌反应6～10h，得到浆料；过滤，滤渣在20～100℃干燥，得到所述催化剂；助剂金属离子为钴、镍、钼、铜和铝中的一种以上。在煤油共炼时，向油和煤混合浆料中加入所述催化剂和硫粉在90～150℃硫化，得到硫化后的催化剂。所述方法使用尿素作为沉淀剂，尿素溶解后，通过控制尿素分解温度，可在溶液中缓慢均匀地释放出氨，将铁离子及助剂金属离子均匀缓慢地共沉淀为纳米颗粒；同时过量的尿素加入，可在后期使用过程中改善催化剂的比表面积及孔体积。

技术领域

本发明涉及一种煤油共炼催化剂的制备方法及应用，属于材料合成和应用技术领域。

背景技术

随着经济迅速发展和人民生活水平日益提高，我国对能源需求也越来越大。虽然化石能源的主导地位在2050年前不可替代，但在加强环保治理、提高能源利用效率的今天，可以预见我国在一次能源的消费中会越来越严格控制煤炭的使用量。另一方面，在我国大多数重要油田的原油中，减压渣油的含量较高，500℃产率一般为40％～50％。煤/重油(或渣油)加氢共炼是目前同时处理重油(或渣油)加氢及煤液化的最为有效的技术之一。

催化剂是煤和重油实现加氢共炼的主要媒介，其作用是使煤和重油在高温、高压下热解并加氢生成液态产品。目前煤油共炼催化剂的研究和应用主要集中在三种类型。第一类是铁基催化剂；第二类是镍、钼和钴等有色金属催化剂；第三类是酸性催化剂。其中，铁基催化剂因其具有良好的裂解性能，且成本低廉而受到广泛应用。比如目前世界上最大的神华100万吨/年的煤直接液化装置采用的即为铁基催化剂。为获得超细高分散的铁基催化剂，通常加入过量的煤粉，使得生成的铁基催化剂附着在煤粉载体上，通过此种方法制备的催化剂通常具有较高的活性，但其制备工艺复杂繁琐，生产过程中产生大量废水；同时单一的铁基催化剂活性较低，可添加第二金属提高催化剂活性。

目前铁基催化剂多以沉淀法制备。谢晶等(谢晶,卢晗锋,陈银飞,等.助剂改性FeOOH及其煤直接液化催化活性[J].化工学报,2016,67(5):1892-1899.)采用共沉淀法引入多种助剂元素，考察了对FeOOH催化剂的活性影响；但是该方法选择氨水做沉淀剂，其沉淀速度较快，因此需剧烈搅拌并缓慢滴入氨水溶液，不利于形成均一的纳米颗粒，同时该方法实施不便，容易因人为操作不当而影响催化剂性能。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种煤油共炼催化剂的制备方法，通过优化制备方法，解决目前煤油共炼用催化剂合成工艺复杂的难题。

本发明的目的之二在于提供一种煤油共炼催化剂的应用。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种煤油共炼催化剂的制备方法，所述方法步骤如下：

向混有助剂金属离子的铁盐溶液中加入尿素，提高温度至70℃～100℃，促进尿素分解，保持不断搅拌，反应6h～10h，得到浆料；浆料过滤后，滤渣在20℃～100℃下干燥，得到本发明所述的一种煤油共炼催化剂。

所述助剂金属离子为钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)和铝(Al)中的一种以上。

优选所述铁盐溶液为氯化铁水溶液、氯化亚铁水溶液、硫酸铁水溶液、硫酸亚铁水溶液或硝酸铁水溶液水溶液。

铁离子与助剂金属离子的物质量之比为5～20:1。

尿素与金属离子的物质量之比为1～5:1，所述金属离子为铁离子和助剂金属离子。

优选提高温度至90℃～100℃。

优选50℃～100℃下干燥1h～48h。

一种本发明所述煤油共炼催化剂的制备方法制备得到的催化剂的应用：