[发明专利]一种重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂及其制备方法和应用方法

说明书

本发明涉及重油浆态床加氢裂化技术领域，具体公开了一种重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂，包含金属组分质量分数如下：Mo:1%—10%，Co:1%—5%，C:30%—50%，N:10%—20%，O:10%—20%和S:1%—10%。本发明以葡萄糖等碳源前驱体作为主体分子，以含有杂原子的硫源作为客体分子，主客体之间通过氢键、分子间作用力进行自组装形成超分子；自组装过程原位引入金属钼盐、钴盐等金属前驱体，实现超分子对金属前驱体的分散以及杂原子对金属位点的锚定；最后利用高温热解碳化得到催化剂。本发明所制备的重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂，具有成本低、制备方法简单易操作等优点，活性金属原子负载量高。

技术领域

本发明涉及石油化工中的重油轻质化领域，具体涉及一种重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

在地球资源日渐枯竭、环境问题亟待解决的今天，我们既要发展新能源，又要对传统能源进行合理化的应用和转化。

石油作为三大能源之一，随着开采深度的不断加深，可用轻质油越来越少。因此，重油轻质化成为了解决此问题的关键。

对于重油轻质化技术，主要存在固定床、移动床、沸腾床以及浆态床等处理方法，而浆态床又以其适应能力强、转化率高等优势吸引了众多研究人员的关注。其中，过渡金属钼、钴具有非常好的加氢活性，当两者通过耦合产生协同作用后，其效果将不只是简单的机械混合，而将会发生质的飞跃。

近年来，具有高原子利用率、高活性、高选择性的单原子催化剂逐渐步入催化领域的大门。单原子催化剂因其暴露的活性位点更多、表面缺陷位更大而表现出了极好的催化活性。然而单原子催化剂容易团聚，金属活性组分负载量低。因此，以多孔碳材料作为载体可以提供更大的比表面，能更好的降低自由能，防止金属原子团聚，还可以提高活性金属的负载量。此外，双金属原子催化剂因其金属原子间的协同作用，可以改变金属的电子结构，较单金属原子催化剂能产生更好的加氢效果。综上所述，发明一种简单、操作性强、成本低的方法用于制备碳载钼钴双原子催化剂并应用于重油浆态床加氢裂化将具有非常重要的工业应用前景。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂及其制备方法和应用方法。

本发明的技术方案是：

一种重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂，包含金属组分质量分数如下：

Mo:1%—10%，Co:1%—5%，C: 30%—50%，N:10%—20%，O:10%—20%和S:1%—10%。

一种重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1) 将金属钼源化合物、金属钴源化合物、氯化羟胺与去离子水混合，得到混合水溶液A；

(2) 将无水乙醇加入到混合水溶液A中，然后再加入葡萄糖，得到混合溶液B；

(3) 将硫源与去离子水混合并加入到上述步骤(2)所配置混合溶液B中，得到反应液，然后在60—80℃温度下干燥得到碳载钼钴双原子催化剂的前驱体；

(4) 最后将碳载钼钴双原子催化剂的前驱体在惰性氛围下焙烧，焙烧温度为500—900℃，得到重油浆态床加氢碳载钼钴双原子催化剂。

优选的，所述金属钴源化合物为乙酸钴和硝酸钴中的一种或多种；

所述金属钼源化合物为三氧化钼、钼酸铵、乙酰丙酮钼、六羰基钼和环烷酸钼中的一种或几种；

所述硫源为二苄基二硫、三聚硫氰酸、硫粉和硫代乙酰胺中的一种或几种。