[发明专利]一种中低温煤焦油加氢脱氧催化剂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种中低温煤焦油加氢脱氧催化剂，是以过渡金属Ni为活性组分，有序介孔Al₂O₃为载体，向其中掺入Ce、Zr以形成含有大量氧空位的Ce_1‑xZr_xO₂固溶体作为助剂构成，具有有序介孔结构，以结构式aNi/bCe_1‑xZr_xO₂‑cOMA(x=0.4～0.7)表示。本发明催化剂的催化性能好，脱氧率高，可以促进含氧化合物中C‑O键的断裂，提高催化剂的加氢脱氧性能。

技术领域

本发明属于煤化工加氢脱氧催化剂技术领域，涉及一种中低温煤焦油组分加氢脱氧反应用催化剂，以及该催化剂的制备方法。

背景技术

我国是煤炭大国，其中褐煤、长焰煤等低变质煤占到煤炭总储量的45.68%。通过中低温热解可以实现低阶煤的分质分级利用，而煤焦油是中低温热解的主要产品之一，具有较大的利用价值。

中低温煤焦油中含有大量的芳香族含氧化合物，较高的氧含量(5～10wt%)会降低油品的热值和稳定性，同时使油品具有较高的粘度和腐蚀性，无法作为高品质车用或航空燃料进行使用。因此，加氢脱氧是中低温煤焦油精制的重要环节。

过渡金属硫化物催化剂、贵金属催化剂、过渡金属磷化物催化剂被广泛应用于中低温煤焦油的加氢脱氧。其中，过渡金属硫化物催化剂在使用时存在硫损失，需要及时补充硫源，同时该催化剂的使用也会对环境及油品造成污染。贵金属催化剂则因为成本高、催化剂易中毒，不适合大规模使用。过渡金属磷化物催化剂的合成条件较为苛刻，工业界及实验室一直在探索其最优合成路线，以期大规模工业化应用。

CN 105316030A公开了一种加氢脱氧催化剂及其制备方法，所制备催化剂在反应前需要与硫化剂接触进行硫化处理，其中的硫元素会对环境及油品产生二次污染。

CN 107537477A公布了一种Pt/TiO₂催化剂，该催化剂制备流程复杂，且以贵金属Pt为活性组分，以含稀有金属的TiO₂为载体，制备成本高，不适合大规模应用。

CN 105536860A公开了一种Ni₂P/Zr-MCM-41催化剂及其制备方法，该催化剂的制备流程复杂、条件苛责、制备过程中有剧毒磷化氢释放，且制备时间较长，制备方法有待进一步完善。

过渡金属Ni基催化剂具有较高的加氢活性，且其成本较低，可以替代贵金属进行加氢脱氧反应，因此被广泛研究。通常是选择具有较大比表面积、适宜酸性及孔径的Al₂O₃为载体，金属Ni为活性组分制备负载型Ni基催化剂(Ni/Al₂O₃)。然而，由于活性金属Ni断裂C-O键的能力较弱，无法实现氧的高效脱除。因此，对Ni基催化剂进行改性，研发高性能加氢脱氧催化剂具有实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种中低温煤焦油加氢脱氧催化剂，以促进含氧化合物中C-O键的断裂，提高催化剂的加氢脱氧性能。

提供所述中低温煤焦油加氢脱氧催化剂的制备方法及应用，是本发明进一步的发明目的。