[发明专利]用于煤沥青轻质化工艺的二段床反应催化剂的制备方法及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于煤沥青加氢裂解轻质化工艺的二段床反应催化剂的制备方法及其使用方法。具体地说是以煤沥青和甲苯的混合物为原料，采用固定床反应器，通过该二段床组合催化剂的高效催化作用，实现煤沥青的加氢裂解轻质化反应。该方法用于煤沥青加氢裂解轻质化反应工艺中不仅反应活性较高、轻质化收率高，且能有效简化生产工艺，降低其生产能耗物耗与成本。

背景技术

我国是煤炼焦大国，煤焦油沥青占煤焦油总量的一半以上。目前，煤焦油沥青主要用于改质沥青建筑防水、沥青延迟焦、碳黑/针状焦等生产方面，用于制造高附加值产品的利用比率并不高，且现有加工利用方法易于产生二次污染。另一方面，随着国际原油价格的不断攀升和波动，利用煤焦油替代重油作为燃料油等因素的影响，导致国内煤焦油价格的上升，而煤焦油沥青主要应用于一些低附加值产品领域，通常这部分产品的价格低于原料煤焦油的价格，形成与原料价格倒挂的现象。与此同时，利用煤焦油沥青生产高品质沥青焦的国内技术还不是很成熟，针状焦虽已取得重大突破，但技术上仍然达不到国际先进水平，这些现状导致我国每年约600万吨的煤沥青资源难以得到有效地转化。

目前，随着石油资源面临枯竭，供需矛盾日益增长，原油价格飞涨，由原油生产的油品与芳香烃的价格也大幅上涨。同时，由煤焦油生产各类燃料油与化工产品受到了极大的关注，各国都在积极开发煤焦油的加工利用技术。CN 20021225737采用了加氢精制或改质技术对<350℃馏分的轻质煤焦油进行加氢生产石脑油及柴油。专利CN 00123146提出了一种煤焦油生产柴油的方法，主要是为提高柴油的十六烷值，对轻质煤焦油进行加氢精制，再经脱芳烃催化剂降低油品中芳烃的含量。CN 1276059发明了一种以低温、中温、高温煤焦油以及从他们中提取部分化工原料后的剩余混合馏分油为原料，通过加氢精制工艺与延迟焦化工艺的组合，生产化工产品酚、萘以及燃料油（包括溶剂油、柴油或轻质燃料油）的方法。但是这些专利涉及的大部分是轻质煤焦油，采用煤焦油中的重质沥青作为主要原料来加工生产芳烃以及各类燃料油的方法至今罕见报道。

日本专利CN 85105609公开过一个氢化煤焦油沥青的方法，使用耐火无机氧化物作为载体的氢化催化剂，该催化剂是元素周期表ⅥB类和Ⅷ类金属元素的金属，氢化物、硫化物之中选择最少一种。催化剂含有6至30%重量的ⅥB类金属（氢化物形式），和至少1.5%重量的Ⅷ类金属（氧化物形式），载体则主要由氧化铝组成。此专利尤其适合于含有大量不溶解甲苯物质的煤焦油沥青，但是该专利仅适合于轻度氢化，氢化程度在0.03至0.5之间，同时仍含有低浓度杂原子，如氮、硫、氧和金属等。目前，煤焦油沥青的加氢裂解技术一般都是对煤焦油沥青的轻度加氢，从而将其转化为有利于碳质原料工业生产的改性煤焦油沥青，以适用于高品质的针状焦与碳纤维生产。但是，这种加氢方法只是对煤焦油沥青原料分子结构的部分加氢，其完整的多环缩合构型仍在，并没有发生裂解与分子量下降而使煤焦油沥青转变为轻质油品的轻质化作用。CN 1012503 B提出了将煤焦油的重质沥青经处理后加氢，再焦化生产针状焦的方法。韩丽娜等使用超临界水对煤焦油沥青进行轻质化的反应，但是发现难以掌控加氢和裂解这二个平行反应。

可见，目前国内外专利报道的煤焦油沥青催化加氢仅是对煤焦油沥青的轻度加氢，催化剂的活性较低，或者无法催化沥青组分的深度加氢与裂化反应，或者难以掌握加氢与裂解之间的平衡，导致煤焦油沥青的分子量难以有效降低从而轻质化转变为高附加值油品。