一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用技术

本发明专利技术涉及一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用，所述Mo基催化剂包括碳布，所述碳布负载有分子筛ZSM

【技术实现步骤摘要】
一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用


[0001]本专利技术属于催化
，特别涉及一种Mo基催化剂及其制备方法和用于含油污泥油品催化热解反应中的应用。

技术介绍

[0002]含油污泥是石油工业中产生的重要固体废弃物之一。它来源广泛，成分复杂，通常由石油碳氢化合物、水、重金属和固体颗粒等组成。含油污泥一方面具有重要的再利用价值，一方面若处理不当，污泥中的有毒物质将会对环境造成严重污染。催化热解技术处理含油污泥具有高处理效率、低二次污染等特点，是一种资源化、绿色化的新兴技术。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于，提供一种用于含油污泥油品催化热解芳构化反应的催化剂及其制备方法，以将含油污泥的油相通过催化热解反应生成高价值芳香烃，实现含油污泥废弃物的资源化处理和高价值回收利用。
[0004]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提供的一种Mo基催化剂，所述催化剂包括碳布，所述碳布负载有分子筛ZSM
‑
5，所述分子筛ZSM
‑
5吸附有活性组分MoO3。
[0005]进一步地，其中以Mo基催化剂的质量计，所述Mo的负载量为10％～50％；所述分子筛ZSM
‑
5与Mo的质量比例为(2～10)：1，优选为5：1，这样优选后活性组分负载适中，不会堵塞分子筛孔道，催化活性最好。
[0006]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提供的一种用于含油污泥油品催化热解芳构化反应的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一，将0.01～0.5mol/L的钼酸铵水溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵，得到钼酸铵
‑
十六烷基三甲基溴化铵的共沉淀乳液；
[0008]步骤二，将步骤一得到的钼酸铵
‑
十六烷基三甲基溴化铵的共沉淀乳液中同时加入碳布和分子筛ZSM
‑
5，恒温搅拌均匀，150～300℃恒温条件下分子筛ZSM
‑
5和Mo进行超分子自组装，反应12～24h后自然冷却，完全干燥后，得到催化剂前驱体；
[0009]步骤三，将步骤二中得到的催化剂前驱体在氮气气氛下升温至600～1000℃，煅烧4～8h，自然冷却至室温后，得到Mo基催化剂。
[0010]进一步地，其中步骤一中，所述十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的添加量为钼酸铵水溶液质量的0～50％，优选为40％，优选后碳布表面活性更好，分子筛负载更均匀；更优选地，所述钼酸铵溶液的浓度为0.075mol/L，CTAB的添加量为40％时，活性组分完全负载，催化活性最高。
[0011]进一步地，其中步骤一具体包括：将一定量钼酸铵((NH4)6Mo7O
24
·
4H2O))溶解在40mL去离子水中，得到浓度为0.01～0.5mol/L钼酸铵水溶液；接着，将占钼酸铵溶液质量0
～50％(优选为40％)的十六烷基三甲基溴化铵CTAB溶解在钼酸铵溶液中，立即有白色微乳生成，室温静置12
‑
14h，白色微乳沉在烧杯底部，弃去上层清液，得到钼酸铵与CTAB的共沉淀乳液。
[0012]进一步地，其中步骤二中，所述恒温搅拌的温度为50℃～100℃，时间为1～2h；所述干燥的温度为50
‑
70℃。
[0013]进一步地，其中步骤二具体包括：将钼酸铵与CTAB的沉淀乳液转移到50mL聚四氟反应釜中，同时加入一片碳布和0.5～3gZSM
‑
5分子筛，50℃～100℃恒温搅拌1～2h，转移入鼓风干燥箱中，150～300℃恒温条件下分子筛和金属Mo进行超分子自组装，反应12～24h后自然冷却，在鼓风干燥箱中50～70℃下完全干燥后，得到催化剂前驱体。
[0014]进一步地，其中步骤三中，所述升温的速率为6～10℃/min。
[0015]进一步地，其中步骤三具体包括：将得到的催化剂前驱体移入石英舟中并置于管式加热炉，在氮气气氛下以6～10℃/min的升温速率升至600～1000℃，煅烧4～8h，结束后待其自然冷却至室温后取出，得到Mo基催化剂。
[0016]进一步地，其中在步骤一之前还包括碳布预处理的步骤。
[0017]进一步地，其中所述碳布预处理具体包括：碳布在使用前要预处理除去表面的油污，首先将碳布剪成合适尺寸(0.5～2)cm
×
(0.5～2)cm备用，之后将其在60～100℃加入65～68wt％的浓硝酸中浸泡加热1～3h以增强其亲水性，之后用去离子水冲洗碳布3次以上，再用无水乙醇冲洗两次去除表面残留液，自然晾干。
[0018]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提供的一种Mo基催化剂在用于含油污泥油品催化热解芳构化反应中的应用。
[0019]进一步地，所述应用包括以下步骤：在400～500℃下，将催化剂和含油污泥油相混合，于N2氛围下进行催化热解反应1～2h，油相沸程为200～450℃，芳香烃产率为19.3～22.4％；相比于普通热解，降低油相沸程50～300℃，提高附加值芳香烃产率3～10％，这说明所述Mo基催化剂能够促进重油分解。
[0020]进一步地，所述催化剂和含油污泥油的质量比例为1：20
‑
1：100，优选为1：25，这样优选后催化剂作用最充分。
[0021]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提供的一种用于Mo基催化剂实施的含油污泥催化热解反应装置，所述含油污泥催化热解反应装置包括氮气罐、石英反应器、管式加热炉、三口烧瓶、冷凝管及冷凝水箱；所述氮气罐连接石英反应器的进口，所述石英反应器垂直固定于立式管式加热炉中，所述石英反应器的出口连接冷凝管的进口，所述冷凝管的出口与三口烧瓶的进口连接，所述冷凝管一侧的上端及下端分别与冷凝水箱连接。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术提供的用于含油污泥油品催化热解芳构化反应的催化剂，其采用ZSM
‑
5分子筛和碳布为载体，以Mo金属为活性组分。该催化剂中Mo金属的氧化物(MoO3)对石油中的长链饱和烃有着很好催化热解活性，能够促进含油污泥的油相的芳构化，提高产物中芳香烃的产率；ZSM
‑
5分子筛可提供较大的比表面积，负载于碳布上可使催化剂在反应结束后与含油污泥的油相轻松分离。此外，制备过程中表面活性剂CTAB的添加提高了ZSM
‑
5分子筛负载于碳布上的均匀程度以及碳布的活性，从而使得MoO3/ZSM
‑
5吸附明显增多，催化活性增
加。
[0024]综上，该含油污泥油品催化热解芳构化反应催化剂制备操作条件温和，能够提高含油污泥油品催化热解反应产物中高附加值芳香烃的产率，反应结束后易于反应物分离。因此，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mo基催化剂，其特征在于，所述催化剂包括碳布，所述碳布负载有分子筛ZSM
‑
5，所述分子筛ZSM
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5吸附有活性组分MoO3。2.根据权利要求1中所述的Mo基催化剂，其特征在于，以Mo基催化剂的质量计，所述Mo的负载量为10％～50％。3.根据权利要求1中所述的Mo基催化剂，其特征在于，所述分子筛ZSM
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5与Mo的质量比例为(2～10)：1。4.一种权利要求1
‑
3任一项所述的Mo基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将0.01～0.5mol/L的钼酸铵水溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵，得到钼酸铵
‑
十六烷基三甲基溴化铵的共沉淀乳液；步骤二，将步骤一得到的钼酸铵
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十六烷基三甲基溴化铵的共沉淀乳液中同时加入碳布和分子筛ZSM
‑
5，恒温搅拌均匀，150～300℃恒温条件下分子筛ZSM
‑
5和Mo进行超分子自组装，反应12～24h后自然冷却，完全干燥后，得到催化剂前驱体；步骤三，将步骤二中得到的催化剂前驱体在氮气气氛下升温至600～1000℃，煅烧4～8h，自然冷却至室温后，得到Mo基催化剂。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆少东，李毅，方洪波，王智，陈俊亮，王玉江，张磊，肖小龙，姚明修，王伟，齐兆涛，郭健，顾婧，徐亦非，刘翔，
申请(专利权)人：中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：