[发明专利]一种煤焦油加氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种煤焦油加氢催化剂及其制备方法，属于煤化工技术领域。该催化剂包括第一活性物和第二活性物，第一活性物包括ⅥB族氧化物中的至少一种，第二活性物包括ⅠB、ⅦB或Ⅷ族氧化物中的至少一种，第一活性物中金属M1和第二活性物中金属M2的摩尔比M1/M2为10～1，该催化剂的载体为经过扩孔处理的分子筛，活性组分中还掺杂有C。该催化剂的制备方法为：将载体、活性物前体和尿素经低温水热处理后得到催化剂前体A，催化剂前体A在含碳源的溶液中浸渍得到催化剂前体B，催化剂前体B在惰性气氛中热处理后得到该催化剂。本发明提供的煤焦油加氢催化剂具备优异的加氢脱氮和加氢脱硫能力，使用该催化剂可实现煤焦油中N、S和O的脱除率达99%。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，具体涉及一种煤焦油加氢催化剂及其制备方法。

背景技术

我国是一个富油少煤的国家，在煤化工行业的蓬勃发展的同时也产生了大量煤焦油副产物。煤焦油是组分复杂的混合物，由脂肪族、芳香族、脂环族和杂环族化合物等组成，其中含有S、O和N等杂原子。煤焦油粘度大、腐蚀性强、热稳定性差，未经加工的煤焦油利用价值小，若直接作为燃料燃烧，生成的烟气中含有大量的SO_x和NO_x气体，易造成空气污染。将煤焦油转化成汽油、柴油等燃料是当前有效利用煤焦油资源的主要方式，而采用催化加氢技术使煤焦油中的不饱和烃达到饱和，同时也脱除其中的S、O和N等杂原子，是实现将煤焦油转化为清洁燃料油的重要途径。催化剂是提高煤焦油催化加氢生产燃料油效率关键因素，目前使用最广泛的有Ni-Mo系、Ni-W系和Co-Mo系等双金属催化剂。

在S、O和N三种杂原子中，N的催化加氢脱除难度最大，其次是S的加氢脱除，O的加氢脱除难度最小。N元素的存在不仅会造成催化剂反应活性降低，且会使油品出现胶状沉淀，在二次加工中出现沉淀或颜色变黑。因此，研究并合成具有强加氢脱氮能力，同时具有较好的加氢脱硫性能的煤焦油催化加氢催化剂是有效提高煤焦油加氢效率和获得高品质燃料油的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高煤焦油催化加氢催化剂的加氢脱氮和加氢脱硫能力。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

提供一种煤焦油加氢催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述活性组分包括第一活性物和第二活性物，所述第一活性物包括VIB族氧化物中的至少一种，所述第二活性物包括I B、VIIB或VIII族氧化物中的至少一种，所述第一活性物中金属M1和所述第二活性物中金属M2的摩尔比M1/M2为10～1。多元金属间的协同效应可有效的增加催化活性位点，提高催化剂的活性和选择性，进而提高催化剂的催化活性。

所述活性组分掺杂有C。C的掺杂进一步在活性组分中形成少量的金属-C化学键，进一步提高活性组分的催化活性。

所述载体包括经过扩孔处理的分子筛。分子筛可选自市售的各类分子筛，如Y型分子筛、ASA型分子筛、UOP型分子筛、Z型分子筛或USY型分子筛等。经扩孔处理可增加分子筛外表面及孔隙表面的粗糙度和表面缺陷，加大分子筛的比表面积，有利于加强金属-载体间的相互作用，增大分子筛与活性组分的反应面积，增大催化剂与煤焦油的接触面积，从而提高催化剂的加氢脱氮和加氢脱硫能力。

所述第一活性组分包括MoO₃，所述第二活性物包括CoO、NiO、CuO和MnO₂中的至少一种。

本发明还提供一种煤焦油加氢催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将载体浸没在含有第一活性物前体和尿素的溶液中，60～100℃下热处理2～5h，得到催化剂前体A，所述溶液还包括第二活性物前体；所述第一活性物前体包括VIB族可溶性盐中至少一种，所述第二活性物前体包括I B、VIIB或VIII族可溶性盐中至少一种；

(2)将所述催化剂前体A在惰性气氛下、300～600℃热处理3～6h，得到所述煤焦油催化剂。