[发明专利]一种焦油裂解用催化剂载体、催化剂及其制法

说明书

本发明公开了一种焦油裂解用催化剂载体、催化剂及其制备方法，所述制备方法，（1）将硅源、改性剂和可选的硅粉混合进行研磨处理，在研磨时缓慢加入碳源和助剂溶液；（2）步骤（1）得到的物料经成型、干燥和焙烧处理后与氢氟酸溶液混合处理，然后洗涤；（3）将步骤（2）得到的物料与含氧气体接触并进行高温处理；（4）将步骤（3）高温处理后得到的物料与碱性溶液或氢氟酸溶液混合进行处理，然后经洗涤、干燥、焙烧处理后得到载体。所述催化剂比表面积大、耐磨损、活性高、微波吸收率高、耐热震性好、高温下耐水性能强、抗烧结、抗积碳、可长期循环使用。

技术领域

本发明属于生物质能源处理技术领域，特别是涉及一种用于生物质催化热解制备油气产品并实现焦油转化的催化材料及其制备方法。

背景技术

生物焦油的脱除问题一直困扰着生物质热解和气化产业，目前众多焦油去除中比较具有发展潜力的是催化裂解法是一种非常焦油脱除方法，而催化剂是催化裂解法的研究核心之一。

生物焦油性质不稳定，成分异常复杂，并含有固体颗粒，携带大量水蒸气，所以生物焦油裂解反应是一系列复杂反应的集合，有些大分子生物焦油需要深度裂解才能完全脱除，要求催化剂拥有高比表面积从而使其有更长的停留时间，同时高比表面积有利于负载更多金属，有利于降低成本。生物焦油裂解催化剂工作温度较高，多在600-1000℃，同时催化不同分子量焦油的裂解，工况复杂，还需要耐受固体颗粒和水蒸气的冲击，这些都对其高温化学稳定性和抗腐蚀性提出了较高要求。同时，生物焦油裂解催化剂在不同工艺中，特别是移动床、流化床、气化床（直接与生物质混合）中的应用，要求其有优良的高温耐磨性。

CN101172232A公开了一种坡缕石负载镍基生物质焦油重整制氢催化剂，活性组分为氧化镍、氧化铁和氧化钾，采用共沉淀吸附的方式将活性组分负载到坡缕石表面。CN101181685A公开了一种利用焦炉煤气催化裂解制取富氢气体的催化剂，载体采用天然橄榄石粉体，辅助组分为稀土或碱土金属，活性组分为镍，活性组分和辅助组分采用浸渍、炒干的方法进行负载。上述催化剂使用了天然矿石作为载体，有一定的机械强度和耐磨性，但是坡缕石和橄榄石焙烧后的强度下降，而且由于载体的比表面积小，活性组分采取共沉淀或者炒干的方式负载于载体上，活性组分和载体结合力差，易脱落。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种焦油裂解用催化剂载体、催化剂及其制备方法。所述催化剂比表面积大、耐磨损、活性高、微波吸收率高、耐热震性好、高温下耐水性能强、抗烧结、抗积碳、可长期循环使用。

本发明第一方面提供一种焦油裂解催化剂载体的制备方法，包括如下内容：

（1）将硅源、改性剂和可选的硅粉混合进行研磨处理，在研磨处理的同时缓慢加入碳源和助剂溶液；

（2）步骤（1）得到的物料经成型、干燥和焙烧处理后与氢氟酸溶液混合处理，然后洗涤；

（3）将步骤（2）得到的物料与含氧气体接触并进行高温处理；

（4）将步骤（3）高温处理后得到的物料与碱性溶液或氢氟酸溶液混合进行处理，然后经洗涤、干燥、焙烧处理后得到载体。

上述方法中，步骤（1）中所述的硅源为硅藻土、白炭黑、介孔二氧化硅、纳米二氧化硅、硅灰中的一种或几种。

上述方法中，步骤（1）中所述的改性剂为石墨、炭黑、淀粉、活性炭中的一种或几种。

上述方法中，步骤（1）中所述的碳源为单糖、二糖、能溶于水的多糖、酚醛树脂、水溶性淀粉、糊精、甘油、糠醛、糠醇中的一种或几种，优选为蔗糖和/或酚醛树脂。