沸腾床加氢催化剂及煤焦油全馏分的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种沸腾床加氢催化剂及煤焦油全馏分的加工方法。所述沸腾床加氢催化剂包括金属活性组分和负载所述金属活性组分的载体，所述载体是通过将玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末与氢氧化铝干胶粉混合、焙烧而成，所述金属活性组分包括金属氧化物；所述沸腾床加氢催化剂的孔容为0.4～0.6ml/g，比表面积为160～200m2/g，侧压强度在15.0N

【技术实现步骤摘要】
沸腾床加氢催化剂及煤焦油全馏分的加工方法


[0001]本专利技术属于煤焦油全馏分的加工方法及其沸腾床加氢催化剂的制备领域，涉及一种沸腾床加氢催化剂及煤焦油全馏分的加工方法，尤其涉及一种适合处理含有稠环芳烃组分的煤焦油全馏分沸腾床加氢催化剂及其制备方法，以及加工煤焦油全馏分方法。

技术介绍

[0002]世界石油资源呈现重质化、劣质化趋势；另一方面，环保法规的日益严格，使得全球油品需求也在发生变化，车用清洁燃料油和化工用轻质油的需求逐年增加。因此，将劣质重油转化为清洁油品正成为世界炼油技术发展的主要方向。
[0003]沸腾床加氢是目前国外工业应用发展较快的渣油加氢技术，其对原料适应性广，能够对一些劣质重油进行加工，正在成为固定床渣油加氢有力的竞争对手。
[0004]劣质重油有煤基、石油基原料。煤基重油如中低温煤焦油全馏分，目前固定床加氢企业采用电脱盐等方法除去水、机械杂质及不利于加氢反应的大分子化合物，但此方法对煤焦油种类有限制，对于沥青质含量高的高温煤焦油全馏分并不适用。煤焦油全馏分沸腾床加氢工业装置也有报道，但大多存在运转周期短、原料适应性差的问题。
[0005]目前，我国倡导煤炭清洁高效利用。国内传统意义的高、中、中低、低温煤焦油以及煤制气技术所得的焦油，这些煤焦油总量已达到2000万吨/年以上。采用固定床加氢技术生产清洁燃料油的资源量约占三分之一，其余还有一半以上的煤焦油因原料较劣质，不宜采用固定床加氢进行加工处理。将这部分煤焦油资源采用适用技术转化为高附加值产品，对提升煤化工企业的经济性和保护自然环境有益。
[0006]专利CN104531211A、CN103059973A、CN1766058A中采用浆态床加氢工艺与固定床结合方式处理煤焦油全馏分，浆态床可以加工更劣质原料，但其设备投资较大且工业装置保运费用较高。专利CN107298984A中将低温煤焦油全馏分直接进入沸腾床反应器，且其沸腾床所用加氢催化剂为常规沸腾床加氢催化剂，与本专利技术不同。专利CN101085935A中公开了一种沸腾床加氢催化剂，此催化剂载体中添加了氧化铝纤维，此催化剂适用原料为干点为500℃的煤液化油，不适用煤焦油全馏分，因后者干点普遍高于500℃。
[0007]专利CN104593049A、CN104588108A、CN104588016A以及CN104588015A中提及一种渣油沸腾床加氢方法，此方法催化剂采用羟基氧化铁为活性组分；专利CN109967086A中公开了一种沸腾床加氢催化剂，此方法在活性金属溶液配置过程中，需要添加聚合物单体；专利CN109718794A中公开了一种沸腾床加氢催化剂及其制备方法，此方法是体相法制备的催化剂；这些方法均与本专利技术提及的沸腾床加氢催化剂不同。上述催化剂的机械强度和活性稳定性能均有待提高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种煤焦油全馏分的加工方法及沸腾床加氢催化剂，以克服现有技术的不足。
[0009]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0010]本专利技术实施例提供了一种沸腾床加氢催化剂，其包括金属活性组分和负载所述金属活性组分的载体，所述载体是通过将玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末与氢氧化铝干胶粉混合、焙烧而成，所述金属活性组分包括金属氧化物；所述沸腾床加氢催化剂的孔容为0.4～0.6ml/g，比表面积为160～200m2/g，侧压强度在15.0N
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mm-1
以上。
[0011]本专利技术实施例还提供了如前如述沸腾床加氢催化剂的制备方法，其包括：
[0012]1)将玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末与氢氧化铝干胶粉混合、焙烧，获得载体；
[0013]2)将所述载体浸渍于浸渍溶液中，之后进行干燥、焙烧处理，制得所述沸腾床加氢催化剂，所述浸渍溶液包括金属活性组分的前驱体水溶液，且所述前驱体水溶液还含有非离子表面活性剂，其中金属活性组分的前驱体选自包含
Ⅵ
B族和/或
Ⅷ
族金属元素的水溶性化合物。
[0014]本专利技术实施例还提供了前述沸腾床加氢催化剂于加工煤焦油全馏分和/或劣质重油中的用途。
[0015]本专利技术实施例还提供了一种煤焦油全馏分的加工方法，其包括：
[0016]将煤焦油全馏分蒸馏获得重馏分和轻馏分，之后使所获重馏分于装填有沸腾床加氢催化剂的沸腾床加氢装置进行加氢处理，其后将所获沸腾床加氢产物和所述轻馏分于固定床加氢系统中进行加氢精制反应、加氢裂化反应，从而实现煤焦油全馏分的加工；所述沸腾床加氢催化剂为前述的沸腾床加氢催化剂。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0018](1)本专利技术提供的煤焦油全馏分采用蒸馏/沸腾床加氢/固定床加氢组合工艺的加工方法，在本专利技术沸腾床加氢催化剂作用下，使低廉劣质的煤焦油全馏分转化为高附加值的液化气和汽、柴油产品，提高了煤焦油全馏分的利用率且因沸腾床加氢催化剂活性稳定性好，使沸腾床加氢装置运转周期延长；
[0019](2)本专利技术提供的煤焦油全馏分采用蒸馏/沸腾床加氢/固定床加氢组合工艺的加工方法，将煤焦油全馏分蒸馏出＜350℃的轻馏分和＞350℃的重馏分，前者为固定床可加工馏分，这样避免了因轻馏分进入沸腾床反应器，在沸腾床加氢工艺条件下产生大量气体，从而影响沸腾床装置稳定运行的问题，同时可显著减少沸腾床加氢催化剂的用量，对提高重馏分转化率和目的产品收率有利，显著提升了煤焦油全馏分原料的吨增值率；
[0020](3)本专利技术提供的煤焦油全馏分加工方法，采用加氢精制液相产物作为稀释剂循环回加氢精制反应器的方式，可有效避免因加氢精制反应器进料中芳烃含量高引起的装置集中放热的问题，有利于加氢装置长周期稳定运行；本专利技术在加氢裂化反应器中装填加氢精制催化剂，使进入此反应器的进料中尚未完全饱和的芳烃进行进一步的加氢饱和反应，在此基础上进行开环、裂化反应，从而提高了目的产品收率，改善了产品质量；
[0021](4)本专利技术提供的沸腾床加氢催化剂制备方法，采用在载体中添加玄武岩纤维短切纱和天然海绵的方法，因玄武岩纤维短切纱具有密度轻、耐磨及抗压性强、耐极端高温和低温性好等优点，使得本专利技术催化剂具有优良的机械强度和活性稳定性；添加天然海绵粉末作扩孔剂，因天然海绵高温下碳化为体积非常小的黑色粉末，使载体的孔容和比表面积进一步增大，浸渍活性金属后，反应活性位点增多，催化剂活性得以提高。两种添加组分共同作用，本专利技术催化剂具有活性高、活性稳定性好的优点；
[0022](5)本专利技术提供的沸腾床加氢催化剂制备方法，采用在载体中添加玄武岩纤维短切纱和天然海绵的方法，两种添加组分的废弃物均可在自然界中降解，系环保材料，能很好地保护环境，减少对土壤、水质的损害，益于保护环境。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沸腾床加氢催化剂，其特征在于包括金属活性组分和负载所述金属活性组分的载体，所述载体是通过将玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末与氢氧化铝干胶粉混合、焙烧而成，所述金属活性组分包括金属氧化物；所述沸腾床加氢催化剂的孔容为0.4～0.6ml/g，比表面积为160～200m2/g，侧压强度在15.0N
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mm-1
以上。2.根据权利要求1所述的沸腾床加氢催化剂，其特征在于：所述沸腾床加氢催化剂包括40～65wt％载体以及25～50wt％金属氧化物；和/或，所述金属氧化物包括
Ⅵ
B族和/或
Ⅷ
族金属元素的氧化物；优选的，所述沸腾床加氢催化剂中
Ⅵ
B族金属氧化物含量为20～40wt％，
Ⅷ
族金属氧化物含量5～10wt％；优选的，所述
Ⅵ
B族和/或
Ⅷ
族金属元素选自钼、钨、钴、镍中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述金属氧化物包括三氧化钼、三氧化钨、氧化镍和氧化钴中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述沸腾床加氢催化剂还包括胶溶剂和/或粘合剂；优选的，所述粘合剂包括小孔氧化铝和/或无机酸和/或有机酸。3.如权利要求1或2所述沸腾床加氢催化剂的制备方法，其特征在于包括：1)将玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末与氢氧化铝干胶粉混合、焙烧，获得载体；2)将所述载体浸渍于浸渍溶液中，之后进行干燥、焙烧处理，制得所述沸腾床加氢催化剂，所述浸渍溶液包括金属活性组分的前驱体水溶液，且所述前驱体水溶液还含有非离子表面活性剂，其中金属活性组分的前驱体选自包含
Ⅵ
B族和/或
Ⅷ
族金属元素的水溶性化合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：将玄武岩纤维进行短切处理获得所述玄武岩纤维短切纱，同时对天然海绵进行干燥、粉碎处理，获得天然海绵粉末，再将氢氧化铝干胶粉与所述玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末混合均匀，之后加入助挤剂，挤条成型、干燥、焙烧，获得载体；优选的，所述步骤1)包括：将天然海绵鼓风干燥，其中采用的鼓风干燥温度为40～55℃、鼓风干燥时间10～24h，鼓风机风速优选为3～5m/s，之后粉碎处理为颗粒度为1000～2000目的天然海绵粉末；优选的，所述步骤1)包括：于室温下将氢氧化铝干胶粉与玄武岩纤维短切纱、天然海绵粉末混合均匀后加入助挤剂，挤条成型，之后进行干燥、焙烧处理，其中采用的干燥处理温度为100～160℃，焙烧处理温度为400～650℃、时间为5～10h；优选的，所述天然海绵粉末的用量为载体总质量的0.5～2.0wt％；优选的，所述玄武岩纤维占所述载体总质量的1～4.0wt％；优选的，所述氢氧化铝干胶粉的孔容为0.8～1.2ml/g，比表面积为250～450m2/g，且所述氢氧化铝干胶粉以氧化铝重量计干基为60～80％；优选的，所述助挤剂包括胶溶剂和/或粘合剂，进一步优选的，所述粘合剂包括小孔氧化铝和/或无机酸和/或有机酸；和/或，所述步骤2)具体包括：将所述载体浸渍于浸渍溶液中5～10h，之后进行干燥、焙烧处理，其中采用的干燥处理温度为100～160℃，焙烧处理温度为400～650℃、时间为5～10h；优选的，所述水溶性化合物选自包含
Ⅵ
B族和/或
Ⅷ
族金属元素的盐类化合物；进一步
优选的，所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹宏峰，许杰，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：