一种用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温煤焦油的方法技术

本发明专利技术公开了一种用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温煤焦油的方法，属于煤焦油加工技术领域。该方法具体是通过选择能高效热裂解高温煤焦油的工业废渣废铁屑和铁矿石赤铁矿作为催化剂，在催化热裂解温度500～800℃、焦油与催化剂质量比为0.1～10:1、惰性气体流速为50～200ml/min下，可高效的将高温煤焦油转化为轻质焦油。本发明专利技术通过利用廉价的工业废渣和磁铁矿作为催化剂对高温煤焦油高效催化热裂解，为高温煤焦油和工业废品的高附加值利用提供了思路，同时本发明专利技术催化热裂解工艺操作简单、易于实现，因而具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温煤焦油的方法
本专利技术属于煤焦油加工
，具体地说涉及一种用廉价的工业废渣和铁矿石作为催化剂对高温煤焦油高效催化热裂解，提高高温煤焦油的附加值。
技术介绍
高温煤焦油作为炼焦的主要副产品，约占炼焦煤质量的3％-4％。据不完全统计，目前我国高温煤焦油总产能约2200万t。高温煤焦油主要由芳香烃组成，其组成超过1万种，绝大部分煤焦化产品难以替代，其在煤焦油中含量较少。由此可见，开展煤焦油深加工具有非常重要的意义。但是，目前的煤焦油分离与精制工艺过程中，煤焦油中沥青占50％以上，由于沥青大分子是高度缩合的芳香化合物，其组成复杂且含氧、氮、硫等复杂重质有机物，导致其加工能力差。因此，高温煤焦油中沥青一般作为替代重油的燃料，用于玻璃、陶瓷等热能行业及作为生产炭黑的原料，或用来生产针状焦、碳纤维等碳材料。为了提高高温煤焦油的附加值，经济可行的方式是对高温煤焦油进行轻质化加工生产进行精细化学品来获取巨额利润。近年来新兴的高温煤焦油加氢制燃料油技术开辟了提高其附加值的新途径，该技术是在高温、高压和H2存在的条件下，在催化剂床层上对高温煤焦油进行加氢反应，改变其分子结构，并脱除N、S等杂原子，从而获得汽油、柴油、煤油灯燃料油品。但由于高温煤焦油中沥青占50％以上，导致催化剂易结焦，导致昂贵的催化剂使用寿命很短，其加氢过程氢耗大，导致该过程工业化难度大、经济性差。
技术实现思路
为克服现有工艺技术的不足，本专利技术的目的是要通过选择能高效热裂解高温煤焦油的废渣和废品作为催化剂，高效的将高温煤焦油转化为轻质焦油，以此来提高过程的经济性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温煤焦油的方法，具体是：选择废铁屑和赤铁矿作为催化剂，在催化热裂解温度500～800℃、焦油与催化剂质量比为0.1～10:1，惰性气体流速为50～200ml/min下将高温煤焦油转化为轻质焦油。进一步的，所述废铁屑和赤铁矿，其质量比为1～4：1。更进一步的，所述催化热裂解温度为700℃，所述焦油与催化剂质量比为5:1，所述惰性气体流速为50～200ml/min，所述废铁屑和赤铁矿的质量比为4：1。在此工艺条件下煤焦油热裂解后，将收集到的改质焦油进行分析，83％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为19％，芳香类化合物为61％，酚类化合物为20％。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：1、为高温煤焦油的高附加值利用和工业废渣废品的再利用，提供了一条新的思路，具有经济和环境双重效益。2、催化热裂解催化剂价廉易得、活性高，过程经济性高。3、催化热裂解工艺操作简单、易于实现，具有广阔的应用前景。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1：称取1g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和1g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到600℃，在此温度下连续加入0.2g煤焦油，煤焦油在100ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，80％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为15％，芳香类化合物为60％，酚类化合物为25％。实施例2：称取1.2g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和0.8g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到550℃，在此温度下连续加入0.2g煤焦油，煤焦油在100ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，75％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为12％，芳香类化合物为62％，酚类化合物为26％。实施例3：称取1g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和1g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到750℃，在此温度下加入0.2g煤焦油，煤焦油在100ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，73％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为18％，芳香类化合物为63％，酚类化合物为19％。实施例4：称取1.6g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和0.4g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到600℃，在此温度下连续加入1g煤焦油，煤焦油在200ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，79％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为16％，芳香类化合物为63％，酚类化合物为21％。实施例5：称取0.8g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和1.2g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到750℃，在此温度下连续加入20g煤焦油，煤焦油在200ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，71％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为21％，芳香类化合物为62％，酚类化合物为17％。实施例6：称取1.2g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和0.8g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到600℃，在此温度下加入10g煤焦油，煤焦油在100ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，70％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为17％，芳香类化合物为61％，酚类化合物为22％。实施例7：称取1.6g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和0.4g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到700℃，在此温度下连续加入10g煤焦油，煤焦油在200ml/min氮气气氛中进行催化热解。通过恒温冷却槽收集煤焦油催化热解冷凝下来的焦油。将收集到的改质焦油进行分析，83％为轻质焦油，其中脂肪类化合物为19％，芳香类化合物为61％，酚类化合物为20％。实施例8：称取1g的废铁屑(含铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)和1g赤铁矿(含三氧化二铁50～100％，来自马鞍山钢铁股份有限公司)混合作为催化剂置于固定床反应器内，然后在惰性气氛下将催化裂解反应器温度升到550℃，在此温度下连续加入2g煤焦油，煤焦油在50ml/min氮气气氛中进行催化热解。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温煤焦油的方法，其特征在于，选择废铁屑和赤铁矿作为催化剂，在催化热裂解温度500～800℃、焦油与催化剂质量比为0.1～10:1，惰性气体流速为50～200ml/min下将高温煤焦油转化为轻质焦油。

【技术特征摘要】
1.一种用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温煤焦油的方法，其特征在于，选择废铁屑和赤铁矿作为催化剂，在催化热裂解温度500～800℃、焦油与催化剂质量比为0.1～10:1，惰性气体流速为50～200ml/min下将高温煤焦油转化为轻质焦油。2.如权利要求1所述的用废铁屑和赤铁矿催化热裂解高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷智平，于文号，康士刚，任世彪，王知彩，水恒福，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34