一種羰基復合催化劑及其應用方法。所述的羰基復合催化劑由羰基鐵和羰基鉬組成，鐵/鉬質量比為50～200∶1。所述羰基復合催化劑用于煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統。通過霧化噴嘴進入反應系統后羰基化合物高度分散，形成納米級催化劑，對重質油加氫裂化和煤的加氫液化十分有利，不僅可提高原料的轉化率，而且可改善產物分布，增加輕質油收率。催化劑的加入方法避免了羰基化合物揮發，提高了安全性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤直接加氫液化領域和油煤共煉領域，更具體地說，。
技術介紹
一次能源中煤的儲量最大，其次是石油。由于石油易于加工，所以消耗量巨大，特別是我國經濟出現騰飛以來，車用燃油用量日益增大，供不應求局面頻繁上演。另一方面，我國石油自給率逐年下降，對外依存度不斷增加，而國際原油價格不斷上漲。所以燃油供應已成為制約我國經濟發展的重要因素之一。石油供應不僅出現短缺局面，而且剩余原油的劣質化現象被廣泛認同。原油劣質化表現為氫含量不斷下降，雜元素含量逐步增加。在燃油質量要求越來越高的情況下，加氫處理和加氫裂化成為石油加工不可缺少的環節。在這種形勢下，煤炭液化、油煤共煉等技術應運而生。 在與煤炭直接液化相關的工藝過程中，一般采用鋅、錫、鐵、鈷、鎳、鑰等金屬的化合物作為催化劑。從技術經濟角度考慮，鐵基催化劑被普遍采用。CN1109734C就是利用鐵鹽溶液與氨水反應，制備Fe (OH) 3或Fe (OH)2超細催化劑的。CN1274415C則利用鐵鹽與堿性溶液將FeOOH沉積于煤粉顆粒表面，進一步提高了分散度。但是，該催化劑在使用過程中都會遇到溶液與煤粉接觸操作，進一步需要過濾、干燥等，不僅增加了能耗，而且形成一定量廢液，對于大規模生產來說十分不利。CN101020834A公開了一種基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法,在供氫溶劑中加入催化劑充分攪拌混合，將煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合，攪拌得煤漿；然后將煤漿導入高壓攪拌反應釜中，進行加氫反應。上述方法在實驗室的高壓釜裝置完全可以使用。但是，在工業上，煤漿在原料罐里是熱態存在的，特別是油煤共煉的煤漿罐，溫度在50-150°C之間，而五羰基鐵的沸點約102°C，在此溫度附近將不可避免地出現五羰基鐵蒸發現象，不僅影響漿液中催化劑含量，而且由于五羰基鐵毒性很大，對環境造成一定污染。另外，由于五羰基鐵是易揮發、有毒性的危險物品，對裝卸、運輸過程要求十分苛刻，所以現場直接使用五羰基鐵存在一定的安全隱患。
技術實現思路
本專利技術所要解決的是現有技術中復合催化劑分散性低，以及五羰基鐵作為催化劑直接使用時，易揮發和環境污染等問題。本專利技術所述的羰基復合催化劑，由羰基鐵和羰基鑰組成，鐵/鑰質量比為50 200 I，優選鐵/鑰質量比為70 150 I。上述催化劑的應用方法為，所述羰基復合催化劑用于煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統。所述羰基復合催化劑置于催化劑罐中，罐中加入去離子水，使水在催化劑之上高度I 30厘米之間，形成水封。所述羰基復合催化劑在常溫、常壓下形成液態溶液。可將所述液態溶液置于開口的加料罐里，上面加水密封，防止羰基鐵揮發。所述羰基復合催化劑經高壓泵增壓后，與氫氣混合，經噴嘴霧化后再與原料漿液混合，然后一起經預熱爐升溫到反應溫度后進入反應系統。所述氫氣與羰基復合催化劑的比例為50 300Nml 1.0ml。催化劑罐底與高壓泵連接，將液體混合催化劑增壓到反應系統壓力。羰基復合催化劑的加入量，以加工原料煤為基準，鐵的質量百分比為O. 1% 2.0%，優選鐵的質量百分比為O. 3% 1.5%。在加入羰基復合催化劑的同時，還向煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統加入單質硫，以質量計，單質硫的加入量是鐵的I 3倍。煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統的操作溫度在390 460°C之間，反應壓力在15 20MPa之間，液時空速O. 3 I. 2h' 本專利技術的優點第一，本專利技術所述羰基復合催化劑由羰基鐵和羰基鑰按一定比例配制。其通過霧化噴嘴進入反應系統后羰基化合物高度分散，形成納米級催化劑，有利于“就近”催化加氫，對重質油加氫裂化和煤的加氫液化十分有利，不僅可提高原料的轉化率，而且可改善產物分布，增加輕質油收率。第二，本專利技術催化劑的使用方法簡便，過程中不需要負載、過濾等環節，更不會形成排放物。第三，本專利技術所述催化劑的加入方法避免了羰基化合物揮發，提高了環境安全性和技術可靠性。具體實施例方式下面的實施例將對本專利技術的方法予以進一步說明，但并不因此而限制本專利技術。實施例I在常溫下向催化劑罐加入200克羰基鐵，按鐵/鑰質量比100 I加入羰基鑰，充分攪拌。液體靜止后緩慢加入去離子水，使催化劑液面上的水封高度約10厘米。實驗裝置開啟后，含煤40%的油煤漿(煤的性質見表1，油的性質見表2)按I.2kg/h速率進料，經煤漿泵增壓到18MPa，先與部分氫氣混合，氫氣流率700NL/h。催化劑經高壓泵增壓到ISMPa后與另一部分高壓氫氣混合，催化劑流率為8. 4g/h，氫氣流率為800Nml/h。經噴嘴與油煤漿混合，之后一起進入預熱爐。預熱到450°C從反應器底部進入開始反應。反應器操作溫度450°C，操作壓力18MPa，反應器為空腔反應器，液時空速為O. 71Γ1。還向反應系統加入單質硫，以質量計，單質硫的加入量是鐵的2. 3倍。操作穩定后取樣分析，結果見表3。實施例2其它條件與實施例I相同，將催化劑流率調到16. 8g/h，實驗結果見表3。實施例3其它條件與實施例相同，將復合催化劑的鐵/鑰質量比調到120 1，實驗結果見表3。表I權利要求1.一種羰基復合催化劑，其特征在于，羰基復合催化劑由羰基鐵和羰基鑰組成，鐵/鑰質量比為50 200 I。2.按照權利要求I所述的催化劑，其特征在于，羰基復合催化劑由羰基鐵和羰基鑰組成，鐵/鑰質量比為70 150 I。3.一種以權利要求I或2所述催化劑的應用方法，其特征在于，所述羰基復合催化劑用于煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統。4.按照權利要求3所述的應用方法，其特征在于，所述羰基復合催化劑置于催化劑罐中，罐中加入去離子水，使水在催化劑之上高度I 30厘米之間，形成水封。5.按照權利要求3所述的應用方法，其特征在于，所述羰基復合催化劑經高壓泵增壓后，與氫氣混合，經噴嘴霧化后再與原料漿液混合，然后一起經預熱爐升溫到反應溫度后進入反應系統。6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，所述氫氣與羰基復合催化劑的比例為50 300Nml 1.0ml。7.按照權利要求3所述的應用方法，其特征在于，羰基復合催化劑的加入量，以加工原料煤為基準，鐵的質量百分比為O. 1% -2. O %。8.按照權利要求7所述的應用方法，其特征在于，羰基復合催化劑的加入量，以加工原料煤為基準，鐵的質量百分比為O. 3% I. 5%。9.按照權利要求3所述的應用方法，其特征在于，在加入羰基復合催化劑的同時，還向煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統加入單質硫，以質量計，單質硫的加入量是鐵的I 3倍。10.按照權利要求3所述的應用方法，其特征在于，煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統的操作溫度在390 460°C之間，反應壓力在15 20MPa之間，液時空速O. 3 I.2h'全文摘要。所述的羰基復合催化劑由羰基鐵和羰基鉬組成，鐵/鉬質量比為50～200∶1。所述羰基復合催化劑用于煤直接液化反應系統或油煤共煉反應系統。通過霧化噴嘴進入反應系統后羰基化合物高度分散，形成納米級催化劑，對重質油加氫裂化和煤的加氫液化十分有利，不僅可提高原料的轉化率，而且可改善產物分布，增加輕質油收率。催化劑的加入方法避免了羰基化合物揮發，提高了安全性能。文檔編號B01J31/20GK102921461S本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種羰基復合催化劑，其特征在于，羰基復合催化劑由羰基鐵和羰基鉬組成，鐵/鉬質量比為50～200∶1。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳治國，王亞民，申海平，王衛平，王蘊，王鵬飛，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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