一种生物质油脱氧脱硫的催化剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及一种用于污泥水热液化脱氧脱硫的催化剂及其制备方法与应用，属于催化水热液化反应领域。

背景技术：

1、随着社会的发展，石油等传统能源的消耗变的越来越多。而传统能源的不可再生性，限制了其发展。为此，人类需要能够替代传统能源的可再生能源。而生物质油由于其可再生性，具有一定的优势。目前的生物质油的制造方法有热解、水热液化、生物发酵等，而水热液化相对与热解，温度等条件更温和，具有一定的技术优势。目前利用污泥的水热液化制备的生物质油的含氧量与传统能源相比，含氧量和含硫量较高。

2、因此，为了降低生物质油中的含氧量和含硫量，亟需一种能够降低生物质油中的含氧量和含硫量的有效催化剂，使获得生物质油的含氧量和含硫量得到明显的减少。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂及其制备方法与应用，本发明催化剂的制备方法简单；本发明催化剂对原料污泥进行水热液化反应，催化效果较好，降低生物质油的含氧量和含硫量。

2、本发明提供的催化剂，包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物；

3、所述载体包括三氧化二铝；

4、所述金属氧化物包括氧化铕和氧化镍；

5、本发明中，所述金属氧化物占所述催化剂(所述金属氧化物与所述载体之和)总质量的质量百分含量具体可为2.0％、2.5％、3.2％或1.5％～3.1％。

6、上述的催化剂中，所述金属氧化物包括氧化铕(eu2o3)和氧化镍(nio)；

7、所述氧化铕和所述氧化镍的质量比可为1：2、2：1、3：2或0.5～1.5：1。

8、本发明还提供了上述的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

9、1)将所述三氧化二铝的粉末酸化，然后烘干，得到所述载体；

10、2)将所述载体分别在含有金属元素镍的溶液和含有金属元素铕的溶液中浸渍，然后经干燥、焙烧，即得到所述催化剂。

11、上述的制备方法中，步骤1)中，所述酸化的试剂采用硝酸；

12、所述硝酸的浓度可为0.6mol/l～2mol/l，具体可为0.6mol/l、1.2mol/l或2mol/l；

13、所述酸化的时间可为15～24小时，具体可为15小时、20小时、24小时或15～24小时；

14、所述烘干的温度可为105～150℃，具体可为105℃、125℃、150℃、105～125℃或125～150℃，时间可为1.5～4小时，具体可为1.5小时、1.5～4小时或2～4小时。

15、上述的制备方法中，步骤2)中，所述金属元素元素镍的浓度为1mol/l～2mol/l，具体可为1mol/l、1.5mol/l或2mol/l，所述金属元素镍的浓度以氧化镍的浓度计；

16、所述含有金属元素铕的溶液的浓度可为0.5mol/l～1.5mol/l，具体可为0.5mol/l、1mol/l、1.5mol/l、0.5mol/l～1.5mol/l或1.0mol/l～1.5mol/l，所述金属元素铕的浓度以氧化铕的浓度计；

17、在所述含有金属元素镍的溶液中浸渍的时间可为6～48小时，具体可为6小时、24小时、48小时、6～48小时或24～60小时；

18、在所述含有金属元素铕的溶液中浸渍的时间可为6～48小时，具体可为6小时、24小时、48小时、6～48小时或24～60小时；

19、所述干燥的温度可为105～150℃，具体可为105℃、125℃或150℃，时间可为1.5～4小时，具体可为1.5小时、2小时、4小时；

20、所述焙烧的气氛为空气气氛或氧气气氛，所述焙烧以100～200℃/小时的升温速率升温至400～500℃，具体可为以100℃/小时升温至400℃、以150℃/小时升温至450℃、以200℃/小时升温至500℃，所述焙烧的时间可为3～6小时，具体可为3小时、4小时或6小时；

21、步骤2)中，所述载体依次在含有金属元素镍的溶液和含有金属元素铕的溶液中浸渍，以更利于制备的所述催化剂中所述载体上负载两种金属元素，以使得制备的所述催化剂的催化效果更好。

22、上述的制备方法中，步骤2)中，还包括将所述催化剂研磨和过筛的步骤；

23、所述研磨的时间为20～60min，具体可为20min、45min或60min；

24、所述催化剂采用100～300目的尼龙筛进行过筛。

25、本发明所述催化剂应用于制备生物质油中。

26、本发明所述催化剂应用于制备生物质油时，与未添加所述催化剂得到的生物质油相比，能提高所述生物质油的如下1)-3)任一种品质：

27、1)含氧量明显减少；

28、2)含硫量明显减少。

29、本发明进一步提供了一种生物质油的制备方法，包括如下步骤：在所述催化剂存在的条件下，将污泥与水混合后进行催化水热液化反应，即得到所述生物质油。

30、本发明中，所述污泥为本领域中常见的城市生活污泥。

31、上述的制备方法中，所述催化剂与所述污泥的质量比可为0.1～10：100；

32、所述污泥的质量与所述水的体积比可为50～200g：500ml；

33、所述水热液化反应的温度可为200～350℃，具体可为280℃、200～280℃、280～350℃，时间可为1～2小时，具体可为1小时；

34、所述方法中还包括对反应后的体系进行分离、纯化的步骤。

35、本发明还提供了所述的制备方法得到的所述生物质油。

36、本发明具有以下优点：

37、本发明催化剂的制备方法简单；本发明催化剂对原料污泥进行水热液化反应，产物油质量得到明显提高，降低了生物质油的含氧量和含硫量，催化效果较好。

技术特征：

1.一种催化剂，其特征在于：包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物；

2.如权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述酸化的试剂采用硝酸；所述硝酸的浓度为0.6mol/l～2mol/l；所述酸化的时间为15～24小时；所述烘干的温度为105～150℃，时间为1.5～4小时。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述金属元素元素镍的浓度为1mol/l～2mol/l，所述金属元素镍的浓度以氧化镍的浓度计；所述含有金属元素铕的溶液的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l，所述金属元素铕的浓度以氧化铕的浓度计；在所述含有金属元素镍的溶液中浸渍的时间为6～48小时，在所述含有金属元素铕的溶液中浸渍的时间为6～48小时，所述干燥的温度为105～150℃，时间为1.5～4小时，所述焙烧的气氛为空气气氛或氧气气氛，所述焙烧以100～200℃/小时的升温速率升温至400～500℃。

5.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述载体依次在含有金属元素镍的溶液和含有金属元素铕的溶液中浸渍。

6.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，还包括将所述催化剂研磨和过筛的步骤；所述研磨的时间为20～60min，所述催化剂采用100～300目的尼龙筛进行过筛。

7.一种生物质油的制备方法，包括如下步骤，在权利要求1所述的催化剂存在的条件下，将污泥与水混合后进行催化水热液化反应，对反应后的体系进行分离和纯化，得到所述生物质油。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂与所述污泥的质量比为0.1～10：100；所述污泥的质量与所述水的体积比为50～200g：500ml；

技术总结
本发明提供了一种生物质油脱氧脱硫的催化剂及其制备方法与应用，它包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物，所述载体包括三氧化二铝；所述金属氧化物包括氧化铕和氧化镍；生物质油制备的方法，在所述催化剂存在的条件下，将污泥与水混合后进行催化水热液化反应，得到生物质油。本发明催化剂的制备方法简单；本发明得到的生物质油质量得到明显提高，含氧量和含硫量明显减少，催化效果好。

技术研发人员：陆子明
受保护的技术使用者：淮北煜沣环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16