封装型Ni基催化剂的制备及其原位提质煤热解焦油的性能研究

作者：贾鹏; 王明义^*; 王玉高; 王俊文; 王焦飞

来源：洁净煤技术, 2023, 1-8.

• 煤热解
• 焦油催化提质
• 封装型催化剂
• HZSM-5分子筛

为了实现煤热解焦油的原位轻质化过程，分别采用原位封装法和浸渍法制备Ni基催化剂，并考察了这两种催化剂对热解焦油原位催化提质的影响。与不加催化剂相比，Ni含量为2 wt.%的Ni/HZSM-5能使焦油中轻质组分产率由5.8 wt.%提高至6.9 wt.%，而相同Ni含量的Ni@HZSM-5能使轻质焦油产率提高至7.6 wt.%。进一步分析Ni/HZSM-5和Ni@HZSM-5催化剂对于焦油各馏分产率的影响，结果表明，两种催化剂均使焦油中的重质组分明显降低，沥青质的产率分别从5.4 wt.%降低至1.3 wt.%和2.0 wt.%，但相对于Ni/HZSM-5，Ni@HZSM-5使焦油中的轻油和酚油产率分别上升了38.5%和25.5%，萘油产率也有一定程度的上升，说明封装法制备的Ni基催化剂可以使焦油中的轻质组分得到最大程度的保留。这是因为在Ni/HZSM-5中焦油裂解和热解气中富氢组分活化均发生在Ni表面，在促进富氢气体活化的同时也造成了焦油的过度裂解。而Ni@HZSM-5中Ni主要分布于分子筛的孔道内部，其良好的择形催化性能使富氢气体分子进入HZSM-5分子筛内部与Ni接触并产生·H和·CHx等富氢自由基，而焦油中的大分子无法进入HZSM-5的孔道内，其裂解只能发生在分子筛外表面的酸性位点上，避免了金属Ni参与焦油的裂解过程，从而定向调控焦油裂解碎片和富氢自由基的数量，以达到体系内的氢碳平衡，有效避免了焦油碎片的过度裂解，提高了轻质焦油产率。

• 单位
  太原理工大学; 宁夏大学