[发明专利]一种负载催化剂的煤液化油煤浆制备方法

说明书

本发明涉及煤直接液化领域，公开了一种负载催化剂的煤液化油煤浆制备方法，该方法包括以下步骤：将铁盐水溶液与第一溶剂油进行乳化，得到铁盐均质乳化液；将碱性水溶液与第二溶剂油进行乳化，得到碱性均质乳化液；将铁盐均质乳化液与油煤浆均质混合后，加入碱性均质乳化液；碱性均质乳化液中的碱性物质与铁盐均质乳化液中的铁盐发生沉淀反应，通入氧化剂，发生氧化反应，生成纳米级铁基催化剂微粒子；氧化反应结束后，通入氮气，添加硫磺，保持氮气气氛微正压，然后对气相进行净化；通入蒸汽对油煤浆进行加热，煤粉发生溶胀，油煤浆乳化液脱水。该方法使催化剂在煤粉表面及孔道壁上，分散更加均匀；使催化剂保持其纳米级粒度大小，不易长大。

技术领域

本发明涉及煤直接液化技术领域，具体涉及一种负载催化剂的煤液化油煤浆制备方法。

背景技术

煤液化技术是煤炭在一定温度、压力和催化剂存在下，煤加氢裂解生成液态产品的工艺过程，是煤洁净转化和高效利用的重要途径，也是弥补石油资源不足的有效方法之一。经过百余年的研究发展，伴随煤浆输送、反应器结焦、设备堵塞、设备磨损等问题的解决，以及先进的工艺和反应器研究取得长足的进步，高效煤液化催化剂的开发也得到了前所未有的发展，为提高煤液化效率和能源利用率，实现煤直接液化商业价值和保持竞争力提供了一条切实的途径。

煤炭直接液化催化剂按活性元素分主要三类：铁系催化剂；Ni、Mo系石油加氢催化剂及Zn、Sn熔融氯化物。鉴于Zn、Sn熔融氯化物具有强腐蚀性且难于从产物中分离，Ni、Mo系石油成本相对较高，而铁系催化剂价格低廉、易得、活性适宜，得到国内外广泛关注。在国内外煤液化工艺中，通常采用天然黄铁矿及冶炼废渣，其粒子大多在数微米至数十微米，虽加入量达干基煤3％，但由于分散性不好，催化剂效率受到限制。高分散超细粒子催化剂，不但可提高油收率，减少加入量，减少液化工艺无效能耗，还可降低液化残渣夹带油，减轻处理残渣的压力。只靠机械研磨降低催化剂粒度，达到微米级已是极限。

为能充分发挥铁系催化剂煤液化活性，鉴于催化剂的分散性尤为重要，有效分散活性相的人工合成催化剂制备方法研究得到了长足发展。一种高分散铁基煤直接液化催化剂及其制备方法(CN1579623A)，是将亚铁盐溶液加入到全物料近18％的煤粉中，搅拌均匀，再加入含氢氧根离子的弱碱性溶液或强碱性溶液，搅拌均匀后制的载Fe(OH)₂沉淀的煤浆，然后对其用空气或氧气氧化，再对其经过离心过滤或加压过滤制得高分散铁基煤直接液化催化剂。该方法工艺流程长，鉴于有过滤脱水过程，不适于全物料制备更加分散型直接液化催化剂，在百万吨级煤液化示范装置催化剂制备单元使用的煤粉量约为总煤粉物料量的18％。浆状高分散铁基煤液化催化剂的制备(CN1231326A)，是铁盐溶液在高速搅拌下与氨水混合生成无定性Fe(OH)₂或Fe(OH)₃超细粒子，经高速离心脱水形成水凝胶，再与适量煤粉和液化溶剂混合分散制得浆状铁基催化剂。该方法铁盐溶液与氨水在高速搅拌的作用下混合，如小计量配置进行沉淀反应，在搅拌反应器中所有反应物所处的微环境可控制相对一致，如在放大的工业反应器中，很难实现；再则其是铁盐溶液与氨水先发生沉淀反应，再过滤形成水凝胶，水凝胶再与溶剂煤粉形成混合形成浆状铁基催化剂流程长，难以避免催化剂老化粒度长大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂分散性不好以及催化剂粒度太大的问题，提供一种负载催化剂的煤液化油煤浆制备方法，该方法能使分散于油煤浆中的催化剂在煤粉溶胀过程中进一步被吸附于煤粉表面及孔道壁上，分散更加均匀；并且该方法采用全煤粉物料乳化浸渍沉淀溶胀吸附脱水一体化制备合格油煤浆，催化剂在反应过程中更易保持其纳米级粒度大小，不易长大。

为了实现上述目的，本发明提供了一种负载催化剂的煤液化油煤浆制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将铁盐水溶液与第一溶剂油进行乳化，得到铁盐均质乳化液；将碱性水溶液与第二溶剂油进行乳化，得到碱性均质乳化液；

(2)将铁盐均质乳化液与油煤浆均质混合后，加入碱性均质乳化液；