[发明专利]一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用

说明书

本发明涉及一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用，所述Mo基催化剂包括碳布，所述碳布负载有分子筛ZSM‑5，所述分子筛ZSM‑5吸附有活性组分Mo。本发明所述的Mo基催化剂旨在提高含油污泥处理过程中油品的高资源化转化利用；该Mo基催化剂可提高产品中高附加值芳香烃的产率。

技术领域

本发明属于催化技术领域，特别涉及一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用。

背景技术

含油污泥是石油工业中产生的重要固体废弃物之一。它来源广泛，成分复杂，通常由石油碳氢化合物、水、重金属和固体颗粒等组成。含油污泥一方面具有重要的再利用价值，一方面若处理不当，污泥中的有毒物质将会对环境造成严重污染。催化热解技术处理含油污泥具有高处理效率、低二次污染等特点，是一种资源化、绿色化的新兴技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于，提供一种用于含油污泥油品催化热解芳构化反应的催化剂及其制备方法，以将含油污泥的油相通过催化热解反应生成高价值芳香烃，实现含油污泥废弃物的资源化处理和高价值回收利用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提供的一种Mo基催化剂，所述催化剂包括碳布，所述碳布负载有分子筛ZSM-5，所述分子筛ZSM-5吸附有活性组分MoO₃。

进一步地，其中以Mo基催化剂的质量计，所述Mo的负载量为10％～50％；所述分子筛ZSM-5与Mo的质量比例为(2～10)：1，优选为5：1，这样优选后活性组分负载适中，不会堵塞分子筛孔道，催化活性最好。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提供的一种用于含油污泥油品催化热解芳构化反应的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将0.01～0.5mol/L的钼酸铵水溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵，得到钼酸铵-十六烷基三甲基溴化铵的共沉淀乳液；

步骤二，将步骤一得到的钼酸铵-十六烷基三甲基溴化铵的共沉淀乳液中同时加入碳布和分子筛ZSM-5，恒温搅拌均匀，150～300℃恒温条件下分子筛ZSM-5和Mo进行超分子自组装，反应12～24h后自然冷却，完全干燥后，得到催化剂前驱体；

步骤三，将步骤二中得到的催化剂前驱体在氮气气氛下升温至600～1000℃，煅烧4～8h，自然冷却至室温后，得到Mo基催化剂。

进一步地，其中步骤一中，所述十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的添加量为钼酸铵水溶液质量的0～50％，优选为40％，优选后碳布表面活性更好，分子筛负载更均匀；更优选地，所述钼酸铵溶液的浓度为0.075mol/L，CTAB的添加量为40％时，活性组分完全负载，催化活性最高。

进一步地，其中步骤一具体包括：将一定量钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O))溶解在40mL去离子水中，得到浓度为0.01～0.5mol/L钼酸铵水溶液；接着，将占钼酸铵溶液质量0～50％(优选为40％)的十六烷基三甲基溴化铵CTAB溶解在钼酸铵溶液中，立即有白色微乳生成，室温静置12-14h，白色微乳沉在烧杯底部，弃去上层清液，得到钼酸铵与CTAB的共沉淀乳液。

进一步地，其中步骤二中，所述恒温搅拌的温度为50℃～100℃，时间为1～2h；所述干燥的温度为50-70℃。

进一步地，其中步骤二具体包括：将钼酸铵与CTAB的沉淀乳液转移到50mL聚四氟反应釜中，同时加入一片碳布和0.5～3gZSM-5分子筛，50℃～100℃恒温搅拌1～2h，转移入鼓风干燥箱中，150～300℃恒温条件下分子筛和金属Mo进行超分子自组装，反应12～24h后自然冷却，在鼓风干燥箱中50～70℃下完全干燥后，得到催化剂前驱体。