[发明专利]一种油溶性Fe-Ni双金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种油溶性Fe‑Ni双金属催化剂及其制备方法和应用，该催化剂的活性成分为铁和镍，用于煤‑油加氢共炼，铁与镍的摩尔比为9:1～1:3，铁与镍在催化剂中的重量含量为3％～8％。本发明并公开了油溶性Fe‑Ni双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：将脂肪酸盐、铁盐和镍盐溶于去离子水中；向混合液中加入非极性溶剂和醇类物质，将上述溶液加热反应，反应结束后冷却至室温，产物转移到分液漏斗中静置，分离出水相，有机相用去离子水洗涤后在烘箱中烘干，即为油溶性Fe‑Ni双金属催化剂。本发明所制备的催化剂少量镍的加入弥补了铁系催化剂活性不足的劣势，二者之间存在协同作用，加氢活性高，抑焦效果好，煤转化率高。

技术领域

本发明涉及煤-油共处理技术领域，特别涉及一种油溶性Fe-Ni双金属催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

煤-油共处理技术，也称煤-油共炼技术，是从煤炭直接液化发展而来的，可同时对煤和重油资源耦合加工改质，既是合理利用石油和煤炭资源的有效途径之一，也是一种洁净的煤利用技术。其实质是以天然重质原油或沥青、常渣、减渣和各种二次加工渣油等石油基重质油为煤液化的溶剂，在共处理过程中，固体煤炭转化为液体燃料，进而生产出汽油、柴油等轻质燃料：另一方面，重质油同时可以转化为较低沸点的馏分。

催化剂是煤-油共处理和煤直接液化的核心关键技术，催化剂对于降低反应温度，提高氢的利用率和液体产品的质量，提高煤转化率，提高液化过程的经济性等方面具有非常重要的影响。而目前大多数煤-油加氢共炼催化剂主要源自煤直接液化催化剂，专门开发的用于煤-油加氢共炼体系的催化剂还很少。传统的重油加氢催化剂和金属卤化物催化剂催化活性较高，但不能满足煤-油加氢共炼催化剂对经济、环保等方面的要求，它们距离大规模工业应用尚有一段距离。铁系催化剂因为其价格低、污染小、无需回收等优点而受到广泛关注，但铁系催化剂活性较低，而对于活性较高的Co、Mo、Ni和W系催化剂，又因其高成本而很难投入实际应用，所以希望将铁基催化剂与相对少量高价格的Mo、Ni等复合，希望在提高铁基催化剂活性的同时，减少高价格金属的用量，如CN102309972A公开了一种油-煤加氢共炼催化剂及其共炼方法，主催化剂的前驱体为水溶性的铁盐，副催化剂的前驱体为水溶性和/或油溶性的钼盐，将少量加氢裂解活性很高的钼引入铁系催化剂用于油-煤加氢共炼，当Fe和Mo的摩尔比在一定范围时，二者之间存在较强的协同作用,同时具有较高的裂解和加氢活性。另一方面，油溶性催化剂在渣油中能很好的分散，这对于催化剂的高效利用也是起着重要作用，关于油溶性催化剂在悬浮床渣油加氢裂化研究中已有深厚基础。

因此，开发适用于煤-油加氢共炼的具有较高活性的油溶性双金属催化剂有着十分重要的意义。

发明内容

本发明提供一种油溶性Fe-Ni双金属催化剂及其制备方法和应用，为煤-油加氢共炼提供一种高活性、低成本的催化剂。

本发明的技术方案为：

一种油溶性Fe-Ni双金属催化剂，该催化剂的活性成分为铁和镍，用于煤-油加氢共炼，铁与镍的摩尔比为9:1～1:3，铁与镍在催化剂中的重量含量为3％～8％。

其中，优选地，所述铁与镍的摩尔比为6:1～1:3。

本发明并提供了一种油溶性Fe-Ni双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将脂肪酸盐、铁盐和镍盐溶于1.5～10倍质量的去离子水中；

(2)向混合液中加入非极性溶剂和醇类物质；

(3)在搅拌作用下，将上述溶液加热至50～100℃，反应1～10h；

(4)反应结束后冷却至室温，产物转移到分液漏斗中静置，分离出水相，所得有机相用去离子水洗涤后在烘箱中烘干，即为油溶性Fe-Ni双金属催化剂。