本發明涉及煤液化，具體涉及一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝。

背景技術：

1、在煤液化及煤/油共液化反應過程中，參與反應的催化劑通常與未轉化的煤一起，在固液分離后形成固態渣并被排出反應體系，煤液化及煤/油共液化殘渣的利用主要集中在碳材料的制備領域，對于該殘渣中有機組分和金屬組分的分離與回收提取的研究較少，因此深入研究煤液化、煤/油共液化殘渣的特性，對于該產物的進一步開發與利用具有重要的基礎性意義。

2、目前，在煤液化及煤/油共液化過程中，催化劑與煤漿一同進料進入反應器進行反應，反應后與殘渣一同被排出系統，由于催化劑不被循環利用，通常采用的是成本較低的fe系催化劑，然而，fe系催化劑雖然成本低廉，但其反應活性較差，且對反應產物的富集度影響較大。

3、相比之下，mo系催化劑的反應活性明顯優于fe系催化劑，且反應產物的富集度更高，然而，mo系催化劑的高成本制約了其廣泛應用，因此，基于鉬氧化物(moo3)在高溫條件下具有升華特性，開發了一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，旨在通過該工藝實現高活性mo系催化劑在煤液化工藝中的循環利用，從而大幅度降低mo系催化劑的使用成本，并提升煤液化過程的整體效率與經濟性。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，解決背景技術中提出的問題。

2、本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

3、一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，該工藝包括以下步驟：

4、s1.催化劑制備：通過高溫焙燒含鉬礦石得到鉬化合物及其他金屬化合物，并與堿性溶液和硫化物反應，得到復合鉬基金屬鹽催化劑前驅溶液；

5、s2.煤液化或煤/油共液化：將復合鉬基金屬鹽催化劑前驅溶液與煤粉混合，并在懸浮床反應器中加氫反應，生成液體產物和尾渣、氣體產物；

6、s3.尾渣處理：通過溶劑抽提回收尾渣中有機質并對尾渣進行高溫氧化、升華處理，回收升華鉬鹽，再循環使用；

7、s4.氣體產物處理：通過吸附法提出產物中氫氣，解吸后作為殘渣熱轉化燃料。

8、優選地，所述s1步驟中含鉬礦石為輝鉬礦、鉬精礦、鎳鉬礦、鎢鉬礦、鉬酸鈣礦、鉬酸鐵礦、鉬鉛礦等中的一種或其混合物。

9、優選地，所述s1步驟中焙燒溫度為400℃至650℃，焙燒時間為30分鐘至70分鐘，其中鉬化合物主要為二硫化鉬、氧化鉬。

10、優選地，所述s1步驟中堿性溶液為氨水、硫化鈉、硫化銨、氫氧化鈉等中的一種或其混合物且所述堿性溶液與鉬化合物的物質的量比為3:1至1.5:1，加入的堿性溶液的濃度為5％至20％。

11、優選地，所述s1步驟中硫化物為硫化鈉、硫化銨、氫硫酸鈉等中的一種，且所述硫化物與鉬化合物的物質的量比為0.4:1至4:1。

12、優選地，所述s2步驟中金屬鹽或金屬源包括硫酸亞鐵、硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鈷、硫酸鈷、鎢酸鈉、鎢酸鈣等中的一種或其混合物，且金屬鹽的添加量為按鐵、鎳、鈷、鎢質量計與煤粉的質量比為0.1:100至1:100，其中，鐵助劑的加入量為0.5:100至1:100，鎳助劑的加入量為0.05:100至0.5:100，鈷助劑的加入量為0.01:100至0.1:100，鎢助劑的加入量為0.01:100至0.1:100。

13、優選地，所述s2步驟中煤粉與復合鉬基金屬鹽催化劑前驅溶液的質量比為100:0.1至100:1，所述煤粉的粒徑為50至200目。

14、優選地，所述s2步驟中懸浮床反應器中的加氫反應在溫度350℃至450℃，壓力為5至15mpa下進行，反應時間為1至6小時，氫氣的供給量為煤粉質量的2倍至5倍。

15、優選地，所述s3步驟中尾渣的有機質通過溶劑回收后就行分離，將溶劑通過回收后重復利用進行尾渣中有機質的萃取分離，所述溶劑為四氫呋喃、甲苯、二甲苯中的一種，溶劑與殘渣質量比為15～30:1，混合攪拌溫度為70℃～110℃，攪拌時長為1～6h，溶劑萃取液回收溫度為70～130攝氏度，溶劑回收率為80％-95％。

16、優選地，所述s3步驟中尾渣的高溫氧化處理溫度為550℃至950℃，處理時間為30分鐘至80分鐘，鉬鹽在氧化過程中升華并冷凝回收，鉬鹽通過堿性溶液(如氨水、氫氧化鈉等)吸收并轉化為鉬酸鹽，再用于催化劑的再循環；氧化處理過程中，殘渣中鉬元素的回收率為60％至85％。

17、綜上所述，本發明主要具有以下有益效果：

18、1、本發明采用復合鉬基金屬鹽催化劑，大幅提高煤液化過程中的轉化率和液相收率，同時顯著降低殘渣率，實驗結果表明，該工藝能夠在較低的反應壓力下實現較高的煤轉化率和液相產品收率，提升了煤液化的整體效率。

19、2、通過鉬化合物的高溫升華特性，本發明能夠高效回收鉬催化劑，并通過氧化處理和氨水溶液回收鉬鹽，從而實現鉬系催化劑的循環利用，顯著降低了催化劑的使用成本，提高了經濟性。

20、3、本發明通過高溫氧化處理回收尾渣中的鉬鹽，減少了廢棄物的排放，同時回收的鉬鹽再利用有助于資源的充分利用，減少了環境污染，具備較強的環保性。

技術特征：

1.一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s1步驟中含鉬礦石為輝鉬礦、鉬精礦、鎳鉬礦、鎢鉬礦、鉬酸鈣礦、鉬酸鐵礦、鉬鉛礦等中的一種或其混合物。

3.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s1步驟中焙燒溫度為400℃至650℃，焙燒時間為30分鐘至70分鐘，其中鉬化合物主要為二硫化鉬、氧化鉬。

4.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s1步驟中堿性溶液為氨水、硫化鈉、硫化銨、氫氧化鈉等中的一種或其混合物且所述堿性溶液與鉬化合物的物質的量比為3:1至1.5:1，加入的堿性溶液的濃度為5％至20％。

5.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s1步驟中硫化物為硫化鈉、硫化銨、氫硫酸鈉等中的一種，且所述硫化物與鉬化合物的物質的量比為0.4:1至4:1。

6.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s2步驟中金屬鹽或金屬源包括硫酸亞鐵、硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鈷、硫酸鈷、鎢酸鈉、鎢酸鈣等中的一種或其混合物，且金屬鹽的添加量為按鐵、鎳、鈷、鎢質量計與煤粉的質量比為0.1:100至1:100，其中，鐵助劑的加入量為0.5:100至1:100，鎳助劑的加入量為0.05:100至0.5:100，鈷助劑的加入量為0.01:100至0.1:100，鎢助劑的加入量為0.01:100至0.1:100。

7.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s2步驟中煤粉與復合鉬基金屬鹽催化劑前驅溶液的質量比為100:0.1至100:1，所述煤粉的粒徑為50至200目。

8.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s2步驟中懸浮床反應器中的加氫反應在溫度350℃至450℃，壓力為5至15mpa下進行，反應時間為1至6小時，氫氣的供給量為煤粉質量的2倍至5倍。

9.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s3步驟中尾渣的有機質通過溶劑回收后就行分離，將溶劑通過回收后重復利用進行尾渣中有機質的萃取分離，所述溶劑為四氫呋喃、甲苯、二甲苯中的一種，溶劑與殘渣質量比為15～30:1，混合攪拌溫度為70℃～110℃，攪拌時長為1～6h，溶劑萃取液回收溫度為70～130攝氏度，溶劑回收率為80％-95％。

10.根據權利要求1所述的一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其特征在于，所述s3步驟中尾渣的高溫氧化處理溫度為550℃至950℃，處理時間為30分鐘至80分鐘，鉬鹽在氧化過程中升華并冷凝回收，鉬鹽通過堿性溶液(如氨水、氫氧化鈉等)吸收并轉化為鉬酸鹽，再用于催化劑的再循環；氧化處理過程中，殘渣中鉬元素的轉化率為60％至85％。

技術總結
本發明公開了一種復合鉬基金屬鹽直載反應催化煤液化的工藝，其技術方案要點是，包括以下步驟：S1.催化劑制備：得到復合鉬基金屬鹽催化劑前驅溶液；S2.煤液化或煤/油共液化：生成液體產物和尾渣、氣體產物；S3.尾渣處理：通過溶劑抽提尾渣回收有機質并對尾渣進行高溫氧化處理，回收升華鉬鹽，再循環使用；S4.氣體產物處理：通過吸附法分離氣體產物中的氫氣并循環應用，解吸后作為殘渣熱處理燃料；本發明采用復合鉬基金屬鹽催化劑，顯著提高煤液化轉化率和液相收率，降低殘渣率，并在較低反應壓力下實現高效煤液化，通過鉬化合物的升華特性和氨水溶液回收鉬鹽，實現催化劑的循環利用降低成本，同時通過高溫氧化回收尾渣中鉬鹽，減少廢棄物排放。

技術研發人員：黃雪莉,孫兵,黃河,賈殿贈,劉娜,蔣偉,張宵寧
受保護的技術使用者：新疆大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24