[发明专利]一种催化剂及利用该催化剂对焦油进行提质的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及利用该催化剂对焦油进行提质的处理方法，尤其涉及一种对焦油中的杂酚组分进行醚化反应用催化剂，及焦油与醇反应转化获得热值和油相溶解性增加、酸性及腐蚀性降低的富杂醚组分的焦油处理方法。

背景技术

焦油，是煤或生物质干馏过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性，是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，是廉价的燃料来源和宝贵的化工资源。然而，由于焦油尤其是低温热解焦油中富含大量含氧原子的杂酚组分，导致焦油热值较低、酸性较高，限制了其直接作为液体燃料的应用，因此必须进行精制以降低其酸性并提高热值。

目前，主要的焦油精制方案有，以组分分离为目的的组分蒸馏分离技术、焦油催化加氢、以及催化裂解脱氧精制等。

由于焦油组分非常复杂，已测知的组分超过200种，任何单一组分的含量都很低，因此通过多级串联的精馏操作获取高纯度单一化学品方案能耗极高，加之蒸馏过程常伴随焦油中不稳定组分的热缩聚反应，尤其是低温焦油中不稳定组分含量更高，导致目标产物收率极低，因此组分精馏分离工艺主要适用于高温煤焦油，较少用于中、低温煤焦油的精制。

中、低温煤焦油主要以加氢制油为目标，由于中、低温煤焦油中富含杂酚，而杂酚加氢产生大量的水，既浪费宝贵的氢气原料，又易引起催化剂失活，因此通常先以碱洗-酸化法分离杂酚组分后再对剩余组分进行加氢精制，同时副产杂酚油，该路线需要耗用本身即为高能清洁燃料的氢气且操作压力很高，因此工艺运行成本较高。另外，其中的酚类物质转化为醚类物质的传统方法为酚钠与硫酸二甲酯的液相催化合成法。由于硫酸二甲酯为剧毒性物质(致癌)、价格高、对设备腐蚀严重，因此有必要开发新的芳醚生产工艺。相比之下，以酚、醇为反应物体系的高温气相催化合成方案，具有原料低毒、可连续生产的优点，其中碱金属或稀有金属负载的分子筛为常用的催化剂体系。然而现有催化剂由于制备工艺缺陷而存在选择性低、收率低、制备工艺复杂、制备成本高等问题，是制约酚、醇高温气相催化转化制备芳醚技术工业化的瓶颈因素。

催化裂解脱氧是在无外部氢气引入条件下，通过催化剂选择性催化断裂含氧化学键，使其以小分子含氧组分脱出，进而实现降低焦油中氧原子含量的目的，然而该方案目前仍处于实验室研究阶段，所测催化剂多为石油化工中广泛使用的分子筛催化剂，但从目前效果看催化剂活性低、使用寿命短、再生性能差等诸多问题突出，距离实际应用还有很大差距。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种对焦油中的杂酚组分进行醚化反应用催化剂，本发明所述的催化剂廉价、高效，制备工艺简单、方便、无污染，是一种环境友好的绿色工艺，所用原料低廉，更易实现工业生产。

为达此目的，本发明采取如下技术方案：

一种对焦油中的杂酚组分进行醚化反应用催化剂，所述催化剂为碱金属盐负载催化剂，并采取以下制备方法：将碱金属盐溶液滴加到载体颗粒上，使溶液均匀浸润颗粒，之后将颗粒烘干、焙烧、冷却后即得碱金属盐负载催化剂。

优选地，所述的碱金属盐选自KCl、KNO₃、K₂CO₃、KHCO₃、K₃PO₄、KH₂PO₄、K₂HPO₄、KBr、KF、K₂SO₄、KHSO₄、KOH、NaCl、NaNO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₃PO₄、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、NaBr、NaF、Na₂SO₄、NaHSO₄或NaOH中的1种或2种以上的组合。

优选地，所述制备方法中的碱金属盐溶液的浓度小于等于其饱和浓度，优选范围为5wt%至饱和浓度。

碱金属盐溶液的加入量可高于也可低于载体颗粒的最大吸附量，优选为等量于颗粒的最大吸附量。