[发明专利]用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化工领域，具体而言，本发明涉及用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂及其制备方法。

背景技术

悬浮床重油加氢预处理是指重油在临氢与充分分散的催化剂共存条件下于高温、高压下发生加氢热裂化反应的过程，原料可以是极其劣质的渣油甚至是煤和渣油的混合物。随着原油的日益重质化以及替代能源的劣质化，采用传统的重油加工手段(如渣油加氢、重油催化裂化)很难处理一些非常规劣质油品(如煤焦油等)，因而主要采用重油悬浮床加氢裂化技术对其进行处理。然而，目前用于重油悬浮床加氢裂化催化剂普遍存在成本高、易失活等问题，因此，用于重油悬浮床加氢裂化的催化剂有待进一步研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂及其制备方法。本发明提出的制备用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂的方法生产成本较低，且制备得到的用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂具有较好的催化活性、适宜的加氢能力以及较高的容炭能力和稳定的催化活性，适宜用作劣质重油悬浮床加氢预处理工艺的催化剂。

本发明是基于以下问题提出的：

常规重油悬浮床加氢工艺使用的催化剂有固体颗粒类催化剂、油溶性催化剂、水溶性催化剂等，或者几种催化剂的组合使用，效果最好的为油溶性催化剂，加氢活性组分为油溶性的金属Co、Mo、Ni、W等，然而，该油溶性催化剂虽然加氢效果好，但是成本较高，且较难回收利用，对于加工劣质程度高、廉价的重质油来说经济效益较差。

为此，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂的方法，包括：

(1)将生物质供给至热解炉中进行热解处理，以便得到热解油气和生物炭；

(2)利用二氧化碳对所述生物炭进行活化处理，以便得到活性生物炭；

(3)将红土镍矿进行磨矿，以便得到红土镍矿粉末；

(4)向所述红土镍矿粉末中加入酸溶液进行酸浸处理，以便得到含有镍和铁元素浸出浆液；

(5)将步骤(3)得到的所述活性生物炭与步骤(4)得到的所述含有镍和铁元素浸出浆液进行混合并静置，以便得浸渍混合物；

(6)将所述浸渍混合物进行干燥处理和研磨处理，以便得到粉状浸渍产物；以及

(7)将所述粉状浸渍产物与粘结剂进行混合成型和焙烧处理，以便得到所述用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂。

本发明上述实施例的制备用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂的方法至少具有以下优点之一：首先，可以以固废生物质热解得到的生物炭和廉价易得的红土镍矿为原料，有效降低催化剂的生产成本；其次，可以使制备得到的用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂具有较好的催化活性；第三，可以显著提高制备得到的用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂的容炭能力，使催化剂具有更为稳定的催化活性；第四，可以使催化剂具有适宜的加氢活性，进而不仅能够脱除重油中N、S杂原子并促进大分子化合物热裂化生成小分子化合物，还能有效避免因加氢活性太强导致芳烃过度饱和而造成的胶质沥青质沉积的现象；第五，制备得到的用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂适宜用作劣质重油悬浮床加氢预处理工艺的催化剂。

另外，根据本发明上述实施例的制备用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述生物质为选自秸秆、木屑、稻壳中的至少一种。由此，可以使上述生物质得到有效利用。

在本发明的一些实施例中，所述红土镍矿中氧化镍的含量为1-3重量％，氧化铁的含量为10-20重量％。由此，可以进一步提高制备得到的用于重油悬浮床加氢预处理的催化剂的催化活性。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述热解处理采用高温连续绝氧热解法，所述热解的温度为200-800℃，时间为0.5-3h。由此，可以使生物质充分热解并得到热解油气和生物炭。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述活化处理的温度为850-1100℃，时间为1-5h。由此，可以显著提高活性生物炭的比表面积，并使活性生物炭具有发达的中孔结构。

在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述酸溶液为稀硝酸溶液，所述稀硝酸溶液的浓度为0.1-0.6mol/L。由此，可以使红土镍矿中的镍和铁元素能够有效浸出。