專利名稱：煤焦油加氫制柴油用催化劑及利用該催化劑制備柴油的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化劑及其應(yīng)用，特別指煤焦油加氫制柴油時(shí)所用的催化劑，具體為煤焦油加氫制柴油用催化劑及利用該催化劑制備柴油的工藝。
背景技術(shù)：
煤焦油是以芳香烴為主的有機(jī)混合物。它可以加工成各種化學(xué)品，也可以加工成燃料油。煤焦油是煉焦工業(yè)、煤化工及煤氣化等工業(yè)的重要產(chǎn)品。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鋼鐵、化工等行業(yè)的不斷發(fā)展壯大，焦化工業(yè)也隨之迅速發(fā)展起來(lái)，現(xiàn)我國(guó)已發(fā)展成為世界最大的焦炭和煤焦油生產(chǎn)國(guó)家。隨著煤焦油產(chǎn)量的不斷增加，煤焦油的清潔加工和有效利用變得越來(lái)越重要?，F(xiàn)在常規(guī)的高溫煤焦油加工方法是通過(guò)蒸餾、結(jié)晶和精制等工藝分離出其中的各種化學(xué)品，并以其為原料進(jìn)行深加工。而對(duì)于低溫煤焦油的加工通常是通過(guò)簡(jiǎn)單的初餾、酸洗、堿洗、精制、調(diào)配等工藝作為初級(jí)燃料來(lái)銷售，產(chǎn)品品質(zhì)不高，附加值也很小。所以通過(guò)煤焦油加氫制高品質(zhì)的清潔燃料油將是既符合國(guó)家開(kāi)拓能源來(lái)源、保護(hù)環(huán)境政策，同時(shí)也能為企業(yè)帶來(lái)很好經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)好技術(shù)。煤焦油加氫制清潔燃料油最早在上個(gè)世紀(jì)三、四十年代就有研究，但由于反應(yīng)壓力很高，都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；直到上個(gè)世紀(jì)八十年代日本開(kāi)發(fā)出了這種技術(shù)。我國(guó)的幾家單位也開(kāi)發(fā)出了煤焦油加氫催化劑，它是通過(guò)對(duì)石油化工中所用的催化劑進(jìn)行改進(jìn)而制成的?，F(xiàn)有的煤焦油加氫制柴油的工藝包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；燃料油的一級(jí)催化和燃料油的二級(jí)催化都為加氫催化，因此一級(jí)催化和二級(jí)催化在一個(gè)或兩個(gè)加氫反應(yīng)器中進(jìn)行，兩個(gè)催化劑的反應(yīng)條件是相同的。。一級(jí)催化和二級(jí)催化雖然所用的催化劑的組分及比例不完全相同，但基本都是用的鉬、鎳、鎢等加氫催化劑常用活性物質(zhì)，脫芳能力不強(qiáng)；同時(shí)都以含硅氧化鋁作為載體，不耐高溫。這類催化劑適宜于加工低溫煤焦油，但不適宜加工芳烴和瀝青較多的高溫煤焦油，而且利用這類催化劑制備柴油時(shí)的反應(yīng)壓力較高，一般在9-10MP左右，催化劑的壽命也比在石油加工中大為減少，一般在兩年左右，同時(shí)出來(lái)的產(chǎn)品的十六烷值也較低，不能完全達(dá)到柴油成品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的煤焦油加氫制柴油所用的催化劑存在的上述弊端，提供了一種新型的催化劑，并提供利用這種催化劑制備柴油的工藝，即煤焦油加氫制柴油用催化劑及利用該催化劑制備柴油的工藝本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的一種煤焦油加氫制柴油用催化劑，包括一級(jí)催化劑和二級(jí)催化劑，一級(jí)催化劑為加氫脫硫脫氮裂化催化劑，其組分及其配比(重量比)為氧化鉬3-8％，氧化鈷2-5％，氧化鎳3-6％，其余為粒度為40-50nm的碳化硅；所述加氫脫硫脫氮裂化催化劑的比表面積是180m2/g-250m2/g，孔容為1.0ml/g-1.2ml/g；二級(jí)催化劑為加氫深度脫芳催化劑，其組分及其配比(重量比)為鉑3-5％，鈀2-5％，其余為粒度為40-50nm的碳化硅；所述加氫深度脫芳催化劑的比表面積是180m2/g-250m2/g，孔容為0.6ml/g-0.8ml/g。碳化硅可以采用溶膠凝膠法制取，利用浸漬法即可制成加氫脫硫脫氮裂化催化劑和加氫深度脫芳催化劑，此為現(xiàn)有技術(shù)。
利用所述煤焦油加氫制柴油用催化劑制備柴油的工藝包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；燃料油的一級(jí)催化在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的一級(jí)催化劑是上述的加氫脫硫脫氮裂化催化劑，反應(yīng)溫度為350℃-380℃，反應(yīng)壓力為5.0-8.0MPa，氫和燃料油的體積比為800∶1-1000∶1，空速為0.8-1.0h-1；燃料油的二級(jí)催化在脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的二級(jí)催化劑是上述的加氫深度脫芳催化劑，使經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)入脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為220℃-280℃，壓力為3.8-5.0MPa，氫和經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油的體積比為300∶1-600∶1，空速為1.2-2.0h-1。所有設(shè)備都為現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明采用粒度為40-50nm的碳化硅做載體，大大提高了煤焦油加氫制柴油用催化劑的耐溫性能，且二級(jí)催化劑起到了脫芳的作用，使可利用的原料煤焦油的范圍擴(kuò)大，并能使柴油成品中的芳烴含量降到最低，可大大降低密度，提高十六烷值，使產(chǎn)品完全達(dá)到國(guó)家的柴油標(biāo)準(zhǔn)。下面是一組說(shuō)明本發(fā)明有意效果的數(shù)據(jù)


綜合上表，可以看出，利用本發(fā)明所述煤焦油加氫制柴油用催化劑所制備的柴油具有如下特點(diǎn)(1)柴油產(chǎn)品收率高；(2)產(chǎn)品柴油中硫氮和芳烴含量低，十六烷值高；(3)催化劑穩(wěn)定性好；(4)能適應(yīng)不同品質(zhì)的煤焦油原料；(5)反應(yīng)條件較為溫和。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種煤焦油加氫制柴油用催化劑，包括一級(jí)催化劑和二級(jí)催化劑，一級(jí)催化劑為加氫脫硫脫氮裂化催化劑，其組分及其配比(重量比)為氧化鉬3％，氧化鈷5％，氧化鎳6％，其余為粒度為40nm的碳化硅；所述加氫脫硫脫氮裂化催化劑的比表面積是180m2/g，孔容為1.0ml/g；二級(jí)催化劑為加氫深度脫芳催化劑，其組分及其配比(重量比)為鉑3％，鈀5％，其余為粒度為40nm的碳化硅；所述加氫深度脫芳催化劑的比表面積是180m2/g，孔容為0.6ml/g。
利用所述煤焦油加氫制柴油用催化劑制備柴油的工藝包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；燃料油的一級(jí)催化在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的一級(jí)催化劑是上述的加氫脫硫脫氮裂化催化劑，反應(yīng)溫度為350℃，反應(yīng)壓力為5.0MPa，氫和燃料油的體積比為800∶1，空速為0.8h-1；燃料油的二級(jí)催化在脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的二級(jí)催化劑是上述的加氫深度脫芳催化劑，使經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)入脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為220℃，壓力為3.8MPa，氫和經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油的體積比為300∶1，空速為1.2h-1。
實(shí)施例2一種煤焦油加氫制柴油用催化劑，包括一級(jí)催化劑和二級(jí)催化劑，一級(jí)催化劑為加氫脫硫脫氮裂化催化劑，其組分及其配比(重量比)為氧化鉬8％，氧化鈷2％，氧化鎳3％，其余為粒度為50nm的碳化硅；所述加氫脫硫脫氮裂化催化劑的比表面積是250m2/g，孔容為1.2ml/g；二級(jí)催化劑為加氫深度脫芳催化劑，其組分及其配比(重量比)為鉑5％，鈀2％，其余為粒度為50nm的碳化硅；所述加氫深度脫芳催化劑的比表面積是250m2/g，孔容為0.8ml/g。
利用所述煤焦油加氫制柴油用催化劑制備柴油的工藝包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；燃料油的一級(jí)催化在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的一級(jí)催化劑是上述的加氫脫硫脫氮裂化催化劑，反應(yīng)溫度為380℃，反應(yīng)壓力為8.0MPa，氫和燃料油的體積比為1000∶1，空速為1.0h-1；燃料油的二級(jí)催化在脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的二級(jí)催化劑是上述的加氫深度脫芳催化劑，使經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)入脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為280℃，壓力為5.0MPa，氫和經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油的體積比為600∶1，空速為2.0h-1。
實(shí)施例3一種煤焦油加氫制柴油用催化劑，包括一級(jí)催化劑和二級(jí)催化劑，一級(jí)催化劑為加氫脫硫脫氮裂化催化劑，其組分及其配比(重量比)為氧化鉬5％，氧化鈷3.5％，氧化鎳4％，其余為粒度為45nm的碳化硅；所述加氫脫硫脫氮裂化催化劑的比表面積是200m2/g，孔容為1.1ml/g；二級(jí)催化劑為加氫深度脫芳催化劑，其組分及其配比(重量比)為鉑4％，鈀3.5％，其余為粒度為45nm的碳化硅；所述加氫深度脫芳催化劑的比表面積是200m2/g，孔容為0.7ml/g。
利用所述煤焦油加氫制柴油用催化劑制備柴油的工藝包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；燃料油的一級(jí)催化在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的一級(jí)催化劑是上述的加氫脫硫脫氮裂化催化劑，反應(yīng)溫度為365℃，反應(yīng)壓力為6.0MPa，氫和燃料油的體積比為900∶1，空速為0.9h-1；燃料油的二級(jí)催化在脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的二級(jí)催化劑是上述的加氫深度脫芳催化劑，使經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)入脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為250℃，壓力為4.5MPa，氫和經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油的體積比為450∶1，空速為1.6h-1。
權(quán)利要求
1.一種煤焦油加氫制柴油用催化劑，包括一級(jí)催化劑和二級(jí)催化劑，其特征在于一級(jí)催化劑為加氫脫硫脫氮裂化催化劑，其組分及其配比(重量比)為氧化鉬3-8％，氧化鈷2-5％，氧化鎳3-6％，其余為粒度為40-50nm的碳化硅；所述加氫脫硫脫氮裂化催化劑的比表面積是180m2/g-250m2/g，孔容為1.0ml/g-1.2ml/g；二級(jí)催化劑為加氫深度脫芳催化劑，其組分及其配比(重量比)為鉑3-5％，鈀2-5％，其余為粒度為40-50nm的碳化硅；所述加氫深度脫芳催化劑的比表面積是180m2/g-250m2/g，孔容為0.6ml/g-0.8ml/g。
2.利用如權(quán)利要求1所述煤焦油加氫制柴油用催化劑制備柴油的工藝，包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；其特征在于燃料油的一級(jí)催化在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的一級(jí)催化劑是權(quán)利要求1所述的加氫脫硫脫氮裂化催化劑，反應(yīng)溫度為350℃-380℃，反應(yīng)壓力為5.0-8.0MPa，氫和燃料油的體積比為800∶1-1000∶1，空速為0.8-1.0h-1；燃料油的二級(jí)催化在脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中進(jìn)行，所用的二級(jí)催化劑是權(quán)利要求1所述的加氫深度脫芳催化劑，使經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)入脫芳提質(zhì)反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為220℃-280℃，壓力為3.8-5.0MPa，氫和經(jīng)過(guò)一級(jí)催化后的燃料油的體積比為300∶1-600∶1，空速為1.2-2.0h-1。
全文摘要
本發(fā)明為煤焦油加氫制柴油用催化劑及利用該催化劑制備柴油的工藝。煤焦油加氫制柴油用催化劑，包括一級(jí)催化劑和二級(jí)催化劑，一級(jí)催化劑為加氫脫硫脫氮裂化催化劑，二級(jí)催化劑為加氫深度脫芳催化劑。利用所述煤焦油加氫制柴油用催化劑制備柴油的工藝包括煤焦油的常壓蒸餾、燃料油的一級(jí)催化，燃料油的二級(jí)催化、氣提、分離；燃料油的一級(jí)催化所用的一級(jí)催化劑是上述的加氫脫硫脫氮裂化催化劑，燃料油的二級(jí)催化所用的二級(jí)催化劑是上述的加氫深度脫芳催化劑。本發(fā)明大大提高了煤焦油加氫制柴油用催化劑的耐溫性能，使可利用的原料煤焦油的范圍擴(kuò)大，使柴油成品中的芳烴含量降到最低，提高了十六烷值，使產(chǎn)品完全達(dá)到國(guó)家的柴油標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C10G45/08GK1706917SQ20051001255
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者王學(xué)軍, 王海存, 溫碧濤 申請(qǐng)人:太原市普容得科貿(mào)有限公司