[发明专利]一种低成本催化剂的制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种低成本催化剂的制备方法与应用，该方法首创性地以钛白废副硫酸亚铁为原料，无需精制处理，便可直接与碱液反应制得以γ‑Fe₂O₃为主要成分的催化剂，不仅简化了制备工序，降低了操作难度，有效缩短了催化剂的制造周期，同时还实现了工业废副的再利用，减少了固体废弃物的排放、提高资源利用效率，从而极大地降低了催化剂的生产成本。本发明制得的催化剂具有优异的催化加氢活性，对重质油品的转化率可达50％以上，同时，本发明的催化剂还具有显著的脱硫活性，在常温常压下的硫容可高达64％，且脱硫后的废剂还可继续用作浆态床加氢催化剂，从而大幅降低了浆态床工艺成本，有利于促进浆态床加氢工艺的大规模应用。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种利用工业废副低成本制备脱硫剂或浆态床加氢催化剂的方法及该催化剂的应用。

背景技术

石油是不可再生的化石资源，随着世界经济的快速发展，大量的石油资源被消耗，原油地下储量也急剧减少，目前高品质原油已十分有限，越来越多的石化企业开始加工劣质油。劣质油包括重油和渣油，其特性主要表现在酸值高、密度高、残炭值高、硫、氮及重金属含量高等方面，通过在高温高压临氢及催化剂存在下对劣质油进行加氢处理，可达到脱硫、脱氮、脱金属、烃分子结构重排和裂解等效果，从而获得高品质轻质油品。因此，劣质油加氢技术已成为充分利用资源、确保能源绿色环保、满足能源市场需求的有效手段。

目前主要的加氢工艺有固定床、移动床、沸腾床和悬浮床工艺，其中悬浮床和移动床工艺还不够成熟，且成本较高，沸腾床的投资较高且操作难度较大，而固定床因成本低、操作简单、技术成熟，故发展较快，但在固定床催化加氢处理中，如果原料黏度较大、金属杂质或沥青质较高，在加氢过程中，金属和焦炭会逐渐沉积在催化剂上，致使催化剂快速失活，床层堵塞，迫使装置频繁停工。在此条件下，浆态床加氢工艺应运而生，在浆态床工艺中，由于氢气是以鼓泡的形式通过悬浮有固体催化剂的原料油层，因而浆态床加氢工艺可处理各种劣质原料，具有原料适应性强、工艺简单、操作灵活、转化率高等特点。

催化剂是浆态床加氢技术的核心，现有的浆态床加氢催化剂可分为油溶性、水溶性催化剂及固体粉末型催化剂三大类，其中，油溶性催化剂的分散性较好，但其有毒性且价格昂贵，目前很少使用，而水溶性催化剂及固体粉末型催化剂在原料油中的分散性均不太好，导致反应不够均匀，并且对于劣质油加氢工艺而言，由于固体生成物较多，催化剂很难回收，常与反应后的废物一起直接抛弃，而上述催化剂中的贵金属含量较高，从而导致浆态床工艺的生产成本高。由此可见，现有的浆态床加氢催化剂的综合性能不甚理想限制了其在工业上的推广应用，这就迫切需要开发一种低成本的浆态床加氢催化剂以尽可能地降低浆态床工艺成本。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有的浆态床加氢催化剂所存在的成本高的缺陷，进而提供一种低成本催化剂的制备方法及其应用。

为此，本发明实现上述目的的技术方案为：

一种低成本催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将钛白废副硫酸亚铁溶解于水中形成含铁溶液，将所述含铁溶液与碱液混合得悬浮液，加热所述悬浮液以发生反应，待反应完成后过滤，收集固相并洗涤、干燥，即得所述催化剂。

所述催化剂中γ-Fe₂O₃的含量为70～99wt％。

所述钛白废副硫酸亚铁中，Fe²⁺与Fe³⁺的摩尔比为(9～20)：1。

所述含铁溶液中的总铁浓度为0.5～2mol/L。

所述碱液为氨水或第IA族元素的碳酸盐、碳酸氢盐、或氢氧化物的水溶液，所述碱液的浓度为0.5～10mol/L。

所述反应的温度为40～90℃、pH值为7～9。