煤-油共炼微纳米复合催化剂的工业应用

黄传峰，霍鹏举，李 伟，杨 涛，杨天华

(陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心，西安 710075)

延长石油集团油煤新技术开发公司建成全球首套450 kt/a煤-油共炼工业示范装置,以中低阶煤、重劣质油为原料,采用三段串联悬浮床加氢裂化反应器,充分发挥煤与重油在反应过程中的协同效应,实现了重油的高效转化和煤炭的清洁利用[1]。2015年1月装置投产运行,在工艺技术、催化剂体系、关键设备等方面进行了重点攻关和系统创新,形成了煤-油共炼成套工业化示范技术。其中催化剂作为该技术的核心,其活性和结构参数直接决定着整个系统的性能,对于煤炭清洁转化和重油高效加工具有非常重要的意义[2]。

目前该技术的催化剂主要分为3类,分别是油溶性催化剂、水溶性催化剂和固体颗粒催化剂。其中油溶性催化剂主要包括环烷酸盐、脂肪酸盐等有机酸盐及乙酰丙酮化合物、羰基化合物等有机金属配合物、有机铵的金属盐,其活性中心主要有Fe[3],Co[4],Ni[5],Mo[6],W等过渡金属元素。水溶性催化剂包括Fe,Co,Ni,Mo等元素的无机酸盐以及ZnCl2[7]、SnCl2[8]等弱Lewis酸,Moll等[9]将钼酸铵水溶液与循环油混合,得到油水乳状液。固体颗粒催化剂以Fe系催化剂为主,主要包括天然铁矿石催化剂(主要为黄铁矿)、工业废渣催化剂(主要为赤泥)、合成纳米Fe基催化剂等,具有成本低的优势,工业应用广泛,大部分研究者一致认同该类催化剂的活性组分是非化学计量的六方晶体磁黄铁矿(Fe1-xS)[10-11],也有研究认为γ-Fe[12]具有更高的活性。……