一种加氢催化剂和制备方法及应用技术

技术编号:19057460 阅读:4 留言:0更新日期:2018-09-29 12:17
本发明专利技术公开了一种加氢催化剂,包括羟基氧化铁,负载在羟基氧化铁上的硫磺。加氢催化剂中采用硫磺与羟基氧化铁配合使用,提高了羟基氧化铁的催化活性,在重油加氢的过程中,增强了对重油的加氢、脱硫、脱氮以及烃分子发生结构重排和裂解等反应的催化能力。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢催化剂和制备方法及应用
本专利技术涉及催化加氢
,属于一种重质油、劣质油催化加氢以及生物质液化所用的加氢催化剂。
技术介绍
加氢工艺是重质/劣质原料油在高温高压临氢及加氢催化剂存在下进行加氢、脱硫、脱氮、烃分子发生结构重排和裂解等反应的一种转化过程。加氢技术是充分利用资源、提高产品质量、确保能源绿色环保、满足能源市场需求的有效手段。在相对比较缓和的条件下,由提高质量差的重质/劣质原料油的转化率,增加轻质油品收率,是加氢技术的发展方向。而在众多影响加氢工艺效果的因素中,加氢催化剂无疑是一个至关重要的影响因素。现有技术中的加氢催化剂通常是以钨、钼、镍、钴或铁等为活性物质,以氧化铝为载体,诸如中国专利文献CN102029157A公开了一种用于煤焦油沥青加氢裂解轻质化反应的催化剂,该催化剂以无机多孔材料为载体,选用氧化铝、含氧化铝的硅胶、MCM-41或SBA-15中的至少一种,通过真空浸渍法,将活性组分的金属元素Fe、Ni、Co、Mo中的一种或两种以金属氧化物或金属硫化物的形式负载到载体上,其中活性组分金属含量或金属硫化物含量占催化剂的1-20wt%,再在500℃下焙烧3h后得到所述催化剂。上述技术制得的催化剂虽然具有催化活性高、反应结焦少、裂解轻质油收率高、适于煤焦油中重组分与沥青的加氢裂解轻质化等优点,但在上述技术中,加化剂的制备需要将活性组分通过真空浸渍法负载在多孔载体上,存在着制备过程复杂、流程较长、条件控制要求高的问题。为解决现有技术存在的上述缺陷,中国专利文献CN103990458A公开了一种加氢热分解催化剂及使用该催化剂的加氢热分解方法,所述加氢热分解催化剂为铁系脱硫剂脱硫后得到的铁-硫磺系组成的废脱硫剂,所述铁系脱硫剂中含铁活性组分的含量为65-100wt%。在上述废脱硫剂中并不存在单质硫或硫磺,硫元素均与铁结合以FeSSH的形式存在。这一技术直接将铁系脱硫废剂作为加氢热分解催化剂使用,省去了催化剂的制备过程,从而有效解决了加氢热分解催化剂的制备过程中所存在的操作复杂、流程长、条件控制要求高的问题,并且经该加氢热解催化剂的催化加氢后的油品中小于350℃的轻馏分的收率达到了70.2%(这里小于350℃的馏分的收率是指重油经过加氢后得到的转化油中,小于350℃的油的质量占转化油的质量百分比)。但由于该技术没有对脱硫废剂进行适当的处理就直接用于加氢工艺中,导致对重油催化加氢过程中,重油的转化率较低。
技术实现思路
因此,本专利技术要解决的技术问题在于克服现有用于重质/劣质油催化加氢的加氢催化剂的催化效果不理想,导致重质/劣质油转化率低的缺陷,进而提供一种加氢催化剂,并进一步的提供了该加氢催化剂的制备方法及应用。为此,本专利技术解决上述问题所采用的技术方案如下:一种加氢催化剂,包括羟基氧化铁,所述羟基氧化铁上负载有硫磺,所述硫磺的含量为所述加氢催化剂质量的20%-60%。一种所述的加氢催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为1%-4%;(2)萃取含硫羟基氧化铁,得到加氢催化剂和含硫溶剂。优选的是,所述的制备方法中,萃取含硫羟基氧化铁,使其上硫磺含量为所述加氢催化剂质量的20%-60%。优选的是,所述的制备方法中,干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为2%-4%。优选的是,所述的制备方法中,干燥温度为40-90℃,干燥压力为20-80KPa。优选的是,所述的制备方法中,萃取所用溶剂为甲基环己烷、四氯化碳、二硫化碳、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烷、二甘醇二甲醚、四氢萘、十氢萘和取代苯中的一种或几种的混合物;所述取代苯的沸点小于210℃。优选的是,所述的制备方法中,萃取温度为50-80℃。优选的是,所述的制备方法中,还包括对含硫溶剂冷却结晶,得到硫磺和回收溶剂的步骤;冷却结晶温度为5-20℃。本专利技术所述的加氢催化剂在重油加氢中的应用。本专利技术所述的加氢催化剂在生物质液化中的应用。本专利技术中所述的含硫羟基氧化铁是指羟基氧化铁表面附着有硫磺的羟基氧化铁。本专利技术的上述技术方案具有如下优点:1.本专利技术公开了一种加氢催化剂,加氢催化剂中采用硫磺与羟基氧化铁配合使用,提高了羟基氧化铁的催化活性,在重油加氢的过程中,增强了对重油的加氢、脱硫、脱氮以及烃分子发生结构重排和裂解等反应的催化能力。2.本专利技术公开了一种加氢催化剂,设置硫磺的含量为加氢催化剂的质量的20%-60%,在有效的保证羟基氧化铁催化重油加氢能力的同时,有效的避免了硫磺过多导致油料中含硫量过高缺陷。3.本专利技术提供了一种加氢催化剂的制备方法,通过严格控制含硫羟基氧化铁的含水量,实现了在严格控制羟基氧化铁表面负载在硫磺的量的同时,有效的确保了加氢催化剂对重油/劣油催化加氢能力,以及对生物质的液化能力和回收的硫磺的纯度;当羟基氧化铁中的含水量过高,其会在有机溶剂中分散成微小的颗粒,不仅增了固液分离的难度,而且还会使得加氢催化剂的对重油/劣油催化加氢能力和对生物质的液化能力降低,同时也会导致回收后的硫磺中含有大量的铁元素。具体实施方式下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。此外,下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。为了便于比较,以下实施例1-11中的含硫羟基氧化铁为羟基氧化铁脱硫再生后的羟基氧化铁,硫含量为78%,铁含量为16.7%,含水量为29%,中位粒径为18μm,总表面积(BET法检测)0.5m2/g,孔容(KV)0.000378mL/g,孔直径(KD)1.4nm。羟基氧化铁的脱硫和再生的反应方程式如下:FeOOH+2H2S=FeSSH+2H2OFeSSH+O2=FeOOH+2S实施例1本实施例提供了一种加氢催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)在90℃下干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为1%;(2)将干燥后的含硫羟基氧化铁与1,3,5-三甲基苯混合,70℃下搅拌混合2h,固液分离,得到含硫溶剂和加氢催化剂A;其中,加氢催化剂A中的硫磺的含量为加氢催化剂质量的20%;(3)含硫溶剂在温度为5℃下冷却结晶,固液分离,得到硫磺A;实施例2本实施例提供了一种加氢催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)在50℃下干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为4%;(2)将干燥后的含硫羟基氧化铁与甲基环己烷混合,在80℃下搅拌混合1h,固液分离,得到含硫溶剂和加氢催化剂B;(3)在温度为60℃下干燥加氢催化剂B;含硫溶剂在温度为20℃下冷却结晶,固液分离,得到硫磺B;其中,加氢催化剂B中,硫磺的含量为加氢催化剂质量的60%。实施例3本实施例提供了一种加氢催化剂的制备方法,包括如下步骤:(1)在温度为90℃,压力为80Kpa下干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为3%;(2)将干燥后的含硫羟基氧化铁与三氯乙烷混合,在50℃下搅拌混合3h,固液分离,得到含硫溶剂和加氢催化剂C;(3)在温度为60℃下干燥加氢催化剂C,含硫溶剂在温度为7℃下冷却结晶,固液分离,得到硫磺C。其中,加氢催化剂C中,硫磺的含量为加氢催化剂质量的40%。实施例4本实施例提供了一本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种加氢催化剂,包括羟基氧化铁,其特征在于,所述羟基氧化铁上负载有硫磺,所述硫磺的含量为所述加氢催化剂质量的20%‑60%。

【技术特征摘要】
1.一种加氢催化剂,包括羟基氧化铁,其特征在于,所述羟基氧化铁上负载有硫磺,所述硫磺的含量为所述加氢催化剂质量的20%-60%。2.一种制备权利要求1所述的加氢催化剂的方法,包括如下步骤:(1)干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为1%-4%;(2)萃取含硫羟基氧化铁,得到加氢催化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在,萃取含硫羟基氧化铁,使其上硫磺含量为所述加氢催化剂质量的20%-60%。4.根据权利要求2或3所述的制备方法,其特征在于,干燥含硫羟基氧化铁至其含水量为2%-4%。5.根据权利要求2-4任一所述的制备方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:周晓艳熊杰明黄龙赵文涛
申请(专利权)人:北京三聚环保新材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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