[发明专利]一种用于煤直接液化油加氢的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于加氢催化剂领域，特别涉及一种用于煤直接液化油加氢的催化剂及其制备方法。

背景技术

我国富煤，贫油这一资源特点，决定了能源发展必然以煤为主。发展煤制油技术和相关化工产业，实现以煤代油，具有重要的现实意义和长远的历史意义，它将是解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展的重要战略举措。其中，煤直接液化制油以其较高的能源转换效率而受到广泛的重视。

然而，煤直接液化生成油是一种氧、氮、硫等杂原子含量高、高温下容易聚合结焦的富芳烃宽馏分油，需要通过加氢精制脱硫、脱氮、脱氧、芳烃饱和获得符合规格的燃料油。目前，煤直接液化生成油加氢精制工艺直接借用了石油加工过程中传统的多相催化剂，没有研究专门针对煤直接液化油加氢脱硫的新型催化剂。如神华集团建设的世界首套大型化煤直接液化示范工程中的煤直接液化生成油精制催化剂采用的是北京石油化工科学研究院研制的传统多相催化剂RCC－l、RGC－1和RNC－1。其中RGC催化剂的主要组分是NiO－MoO₃，RNC催化剂的主要组分是WO₃－NiO－MoO₃。

传统多相催化剂用于煤直接液化油加氢脱硫存在如下缺点：1.大部分活性组分吸附在载体内表面，受扩散速率和孔径堵塞等因素限制，活性金属的原子利用率很低，因此催化剂脱硫活性较低；2.国内外文献中虽然没有关于催化剂积碳失活及催化剂寿命测试的相关报道，但煤直接液化生成油芳烃、胶质、烯烃含量高以及含有固体颗粒污染物的特质注定了催化剂容易由积碳导致失活。而传统多相催化剂由于堆积在一块，更容易因相互积累及拦截固体颗粒污染物而导致积碳。

纳米技术的发展为催化学科的革新带来一次契机，磁性纳米颗粒可以将催化剂载体最大限度的减小至纳米尺度并通过磁分离技术解决其分离问题，成功地进行了多相催化剂的“均相化”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有煤直接液化油加氢催化剂的原子利用率低且易积碳的缺点，提供了一种用于煤直接液化油加氢的催化剂及其制备方法。该催化剂为磁性纳米催化剂，具有较高的催化效率。

一种用于煤直接液化油加氢的催化剂，由活性组分硫化钼和硫化钴以及磁性复合载体Fe₃O₄-SiO₂-Al₂O₃组成；其中，钼原子占催化剂总质量的16-26％，钴原子占催化剂总质量的2-6％；所述磁性复合载体中，SiO₂为Fe₃O₄质量的150％～250％，Fe₃O₄为Al₂O₃质量的6-10％。

本发明还提供了上述的一种用于煤直接液化油加氢的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Fe₃O₄磁性纳米颗粒超声分散在浓度为1-3mol/L的Na₂SiO₃溶液中，再将溶液加热到80～90℃，在氮气、氩气等惰性气体保护下，向溶液中滴加浓度为2-3mol/L的HCl，将溶液的pH值在2～3h内调至5～6；反应结束后分离出沉淀产物，得到表面包覆SiO₂的Fe₃O₄磁性颗粒；

其中，Na₂SiO₃加入质量为Fe₃O₄质量的305-508％；