一種催化劑的載體及其負(fù)載方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化劑的載體及其負(fù)載方法和用途，屬于石油化工和煤化工領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個富煤貧油的國家，在應(yīng)對當(dāng)今石油供需矛盾和貫徹節(jié)能減排政策中， 充分利用煤炭和重油資源是保障能源安全的重要選擇。漿態(tài)床加氫技術(shù)是將煤炭和重油轉(zhuǎn) 化為輕油和化工品的重要技術(shù)，該技術(shù)適用于重油加氫、煤直接液化和油煤混煉工藝。
[0003] 基于上述原因，近年來漿態(tài)床加氫技術(shù)，尤其是漿態(tài)床加氫催化劑成為研究熱點， 由于漿態(tài)床加氫催化劑屬于可棄式催化劑，考慮到成本因素，必須采用廉價的催化劑。相 關(guān)文獻提出以W族和VI B族金屬為活性組分的催化劑用于漿態(tài)床加氫，原因是其催化活性 高、價格低廉。但是這些金屬催化劑與反應(yīng)原料的密度差較大，在輸送和反應(yīng)過程中容易沉 降和積聚，容易造成堵塞，還會對管道、設(shè)備、栗和閥等造成磨損，更為關(guān)鍵的是催化劑分散 性不好，催化活性無法得到有效的發(fā)揮，使得原料轉(zhuǎn)化率和輕油收率都比較低。也有相關(guān)文 獻報道采用將金屬催化劑負(fù)載于分子篩、氧化鋁等載體顆粒上制成加氫催化劑顆粒，用于 漿態(tài)床加氫。但是上述催化劑載體本身密度大，對于降低催化劑整體密度的作用有限，催化 劑的分散性仍然差，裝置運行效果不夠理想。且分子篩成本依舊高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種催化劑的載體及其負(fù)載方法和用途，該方法 能夠使催化劑的活性得以高效地發(fā)揮，原料煤和/或油的加氫裂化程度較深，同時還大大 降低了原料和催化劑對設(shè)備、栗、閥和管道的磨損，輸送狀態(tài)良好。
[0005] 本發(fā)明技術(shù)方案如下：
[0006] -種催化劑的載體，其特征在于所述催化劑的活性組分為VIII族和VIB族金屬 化合物中的一種或幾種組合，所述載體為具有吸附能力的粉末狀物質(zhì)，其中載體堆密度為 0. 8-3. Og/cm3,比表面積 100-1000m2/g，平均孔徑為 6-300nm，孔容為 0. 2-1. 5cm3/g，所述載 體占所述催化劑總質(zhì)量的12wt% -95wt%。
[0007] 所述載體優(yōu)選為碳纖維、煤粉、活性碳粉、炭黑粉中的一種或幾種。
[0008] 優(yōu)選的載體堆密度為0. 95-2. 5g/cm3,比表面積300-800m2/g，平均孔徑為 50_250nm，孔容為0. 4-1. 2cm3/g，所述載體占所述催化劑總質(zhì)量的20wt% -90wt%。
[0009] 上述載體的負(fù)載方法，其特征在于包括以下步驟：
[0010] 將載體磨制成粒徑< 480 μ m的粉末，將粉末與催化劑活性組分混合制備成漿液， 操作溫度為10-350 °C ;
[0011] 將催化劑漿液過濾，獲得濾餅；
[0012] 將濾餅在惰性氣體環(huán)境下進行干燥，干燥溫度不超過350°C，惰性氣體為氮氣；
[0013] 將干燥的濾餅進行研磨，研磨至粒徑< 480 μ m的粉狀物質(zhì)。
[0014] 上述載體的另一種負(fù)載方法，其特征在于包括以下步驟：
[0015] 將載體磨制成粒徑< 480 μπι的粉末，將粉末添加至催化劑制備原料中，即在催化 劑活性組分制備過程中添加載體，催化劑生成在載體表面，在惰性氣體環(huán)境下干燥后研磨 至粒徑< 480 μ m，干燥溫度不超過350°C，惰性氣體為氮氣。
[0016] 上述催化劑的載體的用途，其特征在于用于煤直接液化工藝、油煤混煉工藝和重 油加氫工藝，其中煤直接液化工藝指以煤為原料，以煤液化的循環(huán)油為供氫溶劑進行加 工；油煤混煉工藝指以原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油瀝青和煤焦油中的一種 或者多種組合與褐煤、煙煤中的一種或者多種組合為原料進行加工，油與煤的比例范圍為 97-30:3-70 ;重油加氫工藝指以原油、減壓渣油、常壓渣油、催化油漿、脫油瀝青和煤焦油中 的一種或者多種組合為原料進行加工。
[0017] 有益效果：
[0018] 具有本發(fā)明參數(shù)的載體特別是碳纖維、煤粉、活性碳粉、炭黑粉、焦炭粉作為催化 劑載體具有良好的效果，其密度和硬度都比較小，在本發(fā)明所限定的物理參數(shù)下能夠大大 增強催化劑的分散性，進而使催化劑最大化地發(fā)揮其催化活性，對設(shè)備、栗、閥和管道的磨 損低，輸送狀態(tài)良好。這種催化劑載體具有很強的吸附能力，能及時地吸附所聚物，并將其 帶出反應(yīng)體系，避免結(jié)焦和堵塞，非常適用于可棄式催化劑的使用，不僅能使可棄式催化劑 達(dá)到良好的催化效果并將之與固體廢物共同帶出反應(yīng)體系，而且相比分子篩等現(xiàn)有技術(shù)大 幅度的降低了成本。
【具體實施方式】
[0019] 為進一步闡述本發(fā)明的具體特征，下面將結(jié)合具體實施例來寫詳細(xì)敘述。
[0020] 實施例1
[0021] 1、催化劑
[0022] 本實施例介紹的是以減壓渣油和煙煤為原料，采用油煤混煉工藝進行加工的工 藝，油煤進料比例為1:1。催化劑為鐵系催化劑，催化劑載體為原料煤制成的煤粉，載體堆 密度為1. 2g/cm3,比表面積800m2/g，平均孔徑為150nm，孔容為1. lcm3/g，所述載體占所述 催化劑總質(zhì)量的88wt%。
[0023] 負(fù)載主要過程為：
[0024] (1)將研磨成粒徑< 200 μ m的煤粉與催化劑混合制備成催化劑/載體漿液，操作 溫度為50°C ;
[0025] (2)將催化劑/載體漿液過濾，獲得濾餅；
[0026] (3)將濾餅在惰性氣體環(huán)境下進行干燥，干燥溫度為150°C，惰性氣體為氮氣；
[0027] (4)將干燥的濾餅研磨至粒徑彡200 μm，即制得符合要求的催化劑。
[0028] 2、原料性質(zhì)
[0029] (1)減壓渣油的基本性質(zhì)表
[0030]
[0035] 裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)8000小時，設(shè)備、栗、閥和管道無堵塞和明顯的磨損現(xiàn)象。
[0036] 實施例2
[0037] 本實施例介紹的工藝、原料和進料比例同實施例1。催化劑為鐵系催化劑，催化劑 載體為原料煤制成的煤粉，載體堆密度為2. 5g/cm3,比表面積300m2/g，平均孔徑為50nm，孔 容為0. 4cm3/g，所述載體占所述催化劑總質(zhì)量的20wt %。
[0038] 負(fù)載過程為：
[0039] 在催化劑的制備過程中，將研磨好的粒徑< 200 μπι載體添加至催化劑制備原料 中，催化劑生成在載體表面，在氮氣氣體環(huán)境下干燥后研磨至粒徑< 200 μ m，干燥溫度為 15(TC〇
[0040] 反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)表：
[0042] 裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)8000小時，設(shè)備、栗、閥和管道堵塞和明顯的磨損情況較輕。
[0043] 實施例3
[0044] 本實施例介紹的工藝、原料和進料比例同實施例1。催化劑為鐵系催化劑，催化劑 載體為原料煤制成的煤粉，載體堆密度為3. 3g/cm3,比表面積80m2/g，平均孔徑為5. Onm，孔 容為0. 16cm3/g，所述載體占所述催化劑總質(zhì)量的8. 8wt%。本實施例為采用成分相同但各 參數(shù)范圍不在本發(fā)明限定范圍的對比例。
[0045] 負(fù)載過程為：
[0046] 在催化劑的制備過程中，將研磨好的粒徑< 500 μπι載體添加至催化劑制備原料 中，催化劑生成在載體表面，在氮氣氣體環(huán)境下干燥后研磨至粒徑< 500 μ m，干燥溫度為 150。。。
[0047] 反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)表：
[0049] 裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)3000小時，設(shè)備、栗、閥和管道堵塞和明顯的磨損很明顯，并出現(xiàn)部 分管道流動不暢的現(xiàn)象，因此效果明顯不如本發(fā)明的催化劑載體。
[0050] 實施例4
[0051] 本實施例介紹的工藝、原料和進料比例、催化劑及其載體性質(zhì)同實施例1，催化劑 無載體。
[0052] 反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)表：
[0054] 裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)2000小時，設(shè)備、栗、閥和管道有明顯的磨損現(xiàn)象，局部存在流通不 暢的現(xiàn)象。
[0055] 結(jié)論：
[0056] 從上述實施例1和2可以看出，使用本發(fā)明的催化劑載體和負(fù)載方法可使催化劑 的活性發(fā)揮到理想的效果，兩種負(fù)載方法取得的催化效果無明顯差別，萃取油收率均可達(dá) 到79%以上。從實施例3、4可以看出，載體參數(shù)不佳或無載體的催化劑不能有效的發(fā)揮其 催化性能，未能有效帶動煤的轉(zhuǎn)化，輕油收率不足55%。
[0057] 以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟 悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種催化劑的載體，其特征在于所述催化劑的活性組分為VIII族和VIB族金屬 化合物中的一種或幾種組合，所述載體為具有吸附能力的粉末狀物質(zhì)，其中載體堆密度為 0. 8-3.Og/cm3,比表面積 100-1000m2/g，平均孔徑為 6-300nm，孔容為 0. 2-1. 5cm3/g，所述載 體占所述催化劑總質(zhì)量的12wt% -95wt%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑的載體，其特征在于所述載體為碳纖維、煤粉、活 性碳粉、炭黑粉中的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑的載體，其特征在于載體堆密度為0. 95-2. 5g/ cm3,比表面積300-800m2/g，平均孔徑為50-250nm，孔容為0. 4-1. 2cm3/g，所述載體占所述 催化劑總質(zhì)量的20wt% -90wt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種催化劑的載體的負(fù)載方法，其特征在于包括以下 步驟： 將載體磨制成粒徑< 480μm的粉末，將粉末與催化劑活性組分混合制備成漿液，操作 溫度為10-350°C; 將催化劑漿液過濾，獲得濾餅； 將濾餅在惰性氣體環(huán)境下進行干燥，干燥溫度不超過350°C; 將干燥的濾餅進行研磨，研磨至粒徑< 480μm的粉狀物質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種催化劑的載體的負(fù)載方法，其特征在于包括以下 步驟： 將載體磨制成粒徑< 480μm的粉末，將粉末添加至催化劑制備原料中，催化劑生成在 載體表面，在惰性氣體環(huán)境下干燥后研磨至粒徑< 480μm，干燥溫度不超過350°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5任一所述的方法，其特征在于所述惰性氣體為氮氣。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種催化劑的載體的用途，其特征在于用于煤直接液 化工藝、油煤混煉工藝和重油加氫工藝，其中煤直接液化工藝指以煤為原料，以煤液化的循 環(huán)油為供氫溶劑進行加工；油煤混煉工藝指以原油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、脫油瀝 青和煤焦油中的一種或者多種組合與褐煤、煙煤中的一種或者多種組合為原料進行加工， 油與煤的比例范圍為97-30:3-70 ;重油加氫工藝指以原油、減壓渣油、常壓渣油、催化油 漿、脫油瀝青和煤焦油中的一種或者多種組合為原料進行加工。
【專利摘要】一種催化劑的載體及其負(fù)載方法和用途，所述催化劑的活性組分為VIII族和VIB族金屬化合物中的一種或幾種組合，所述載體為具有吸附能力的粉末狀物質(zhì)，其中載體堆密度為0.8-3.0g/cm3，比表面積100-1000m2/g，平均孔徑為6-300nm，孔容為0.2-1.5cm3/g，所述載體占所述催化劑總質(zhì)量的12wt％-95wt％。具有本發(fā)明參數(shù)的載體密度和硬度都比較小，能夠大大增強催化劑的分散性，進而使催化劑最大化地發(fā)揮其催化活性，對設(shè)備、泵、閥和管道的磨損低，輸送狀態(tài)良好，成本低。
【IPC分類】B01J23/74, C10G49/04, B01J37/00, B01J21/18, C10G49/02, C10G1/06, B01J35/10, B01J37/04, B01J32/00
【公開號】CN105268488
【申請?zhí)枴緾N201510697743
【發(fā)明人】李蘇安, 鄧清宇, 王坤朋
【申請人】北京中科誠毅科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月23日