[发明专利]煤液化油加氢处理催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种煤液化油加氢处理催化剂，所述催化剂以氧化铝为载体，以第VIII族金属和第VIB族金属为活性金属组分，以催化剂的重量为基准，氧化铝的含量为70%～84%，第VIII族金属以氧化物计的含量为1wt%～9wt%，第VIB族金属以氧化物计的含量为15wt%～30wt%。本发明还提供了所述催化剂的制备方法和应用。采用沸腾床工艺及本专利催化剂，煤液化油经过加氢处理后可以作为供氢性溶剂油。

技术领域

本发明涉及一种加氢催化剂及其制备方法及应用，特别是采用沸腾床加工煤液化油来提供供氢性溶剂油的方法。

背景技术

煤直接液化是在高温、高压下完成，它是借助于供氢溶剂和催化剂，使氢元素进入煤及其衍生物的分子结构，从而将煤转化为液体燃料或化工原料的先进洁净煤技术。煤受热分解及产生的不稳定自由基碎片进行加氢裂解，使结构复杂的高分子煤转化成H/C原子比较高的低分子液态产物（煤液化油）和少量的气态烃。煤直接液化反应所用的溶剂来自煤直接液化过程自身产物中的重质馏分油，但其氢含量低、稠环芳烃含量高、芳碳率高、供氢性能差。为提高供氢能力，通常将重质馏分油进行适当深度加氢处理，控制重质馏分油中的稠环芳烃含量，最终达到提高其供氢能力的目标。目前业界普遍认为当芳碳率在40～45mol%时循环溶剂供氢能力是最强的。

采用沸腾床来加氢处理煤液化油，由于沸腾床中催化剂处于沸腾状态，不会形成床层压降，同时催化剂在线加排，保证了反应体系活性维持在一定水平，维持稳定的产品质量。对于沸腾床催化剂来说，其抗磨性能是非常重要的一个指标，而催化剂的抗磨性能与原料的性质也是息息相关的，因此开发粘结性好的催化材料是解决此问题的关键。

CN200610027537.2一种煤液化油沸腾床加氢工艺、CN200610027539.1一种煤液化油沸腾床加氢催化剂载体及其制备方法和CN200610027538.7一种煤液化油沸腾床加氢处理催化剂及其制备方法，这三个专利中提出一种沸腾床煤液化油加氢处理催化剂的制备方法。该加氢催化剂中至少一种催化剂含有纤维状助剂，纤维状助剂在催化剂中的含量为3wt%～10wt%，纤维状助剂为氧化铝纤维、氧化铝-氧化硅纤维、 碳纤维、无碱玻璃纤维、硼纤维中的一种或多种，其长度为4～500微米，优选长度4～200微米，最好为10～80微米，直径为4～100微米，优选直径为4～50微米。上述专利中是通过加入纤维助剂来改善催化剂的机械强度和抗磨性能，但其成本较高，加入量较大。

CN201310638434.X公开了一种煤液化油加氢催化剂载体、催化剂及其制备方法，以所述载体总重为100%计，所述载体中包括5-60wt%的碳纳米管、32-90wt%的氧化铝、0-8wt%的二氧化硅以及0-8wt%的二氧化钛。该催化剂原料成本较高，对于催化剂用量较大的沸腾床过程，其花费加大，不适于在工业推广应用。

如何制备粘结性好，且价格低廉的拟薄水铝石原料是沸腾床加工煤液化油的一个难点。拟薄水铝石在工业上一般有三种制备方法：氯化铝法、硫酸铝法和碳化法。其中前两种方法是液-液反应，而碳化法是气液反应，其反应过程是在反应釜中装满液体，反应釜底部通入气体进行反应，此种过程要求气体破碎为均匀、微小气泡，以利于反应的进行，并获得晶粒均一的产品，因此对气体的分布要求较高，如何使气体形成均匀、微小气泡与液体良好接触是目前该领域急需解决的技术问题。

CN201210409431.4公开了一种采用碳化法制备氧化铝干胶的方法。该方法是在成胶过程中加入适量的RPE型和/或PEP型非离子表面活性剂，非离子表面活性剂既具有扩孔的作用，又具有消泡的作用，使所产生的气泡大小适宜且均匀，溶液与气体均匀的接触，有利于产生大孔径、大孔容、孔分布合理的氧化铝。该方法是通过加入化学试剂的方式来消除气泡，并不能改变进气的气泡大小，从而不能高效利用气体，且化学试剂的成本较高，也会影响最终产品的成本。