一种用于油页岩提取页岩油的催化剂及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于油页岩提取页岩油的催化剂及其使用方法。是在油页岩干馏裂解前，将二价钴锰盐、水和表面活性剂按一定的比例混合配制成催化剂水溶液，将催化剂溶液喷洒在破碎后的油页岩表面，或将油页岩浸泡在含有表面活性剂的催化剂溶液中，催化剂溶液渗透至油页岩内部后，自然或强制干燥油页岩，按原油页岩干馏裂解工艺生产页岩油。不改变现有干馏工艺和装置，催化剂分散到油页岩中，降低油页岩干馏出油温度，提高出油率，提高不饱和烃的含量，降低不饱和烃的含量，提高页岩油的出油率；实现节能减耗、方法简便，降低页岩油生产成本。
【专利说明】一种用于油页岩提取页岩油的催化剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种用于从油页岩中提取页岩油的催化剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002]油页岩是由有机质、矿物质和少量水分组成的沉积岩，为低热值固态腐泥类化石燃料，是浮游生物、微小动物及植物的残体经过上万年的腐化和煤化的作用生成的。其中有机质成分是结构复杂的有机物聚合体，主要成分是大量的脂肪烃类化合物和少量的芳香烃类化合物。油页岩中的有机质热解时会裂解生成大量的页岩油，页岩油与石油的成分类似，经过加工之后可以代替石油成为新的能源。
[0003]随着有限化石能源的不断开采和原本就不够丰富的储量，我国的石油资源日渐短缺，页岩油代替石油也逐渐受到人们的重视。寻求油页岩的高效开发与经济利用的途径，对于缓解能源供需矛盾、推动社会的发展，具有重大的现实意义。
[0004]油页岩综合利用的重要指标之一是油页岩的出油率，常规干馏方法是将油页岩导入干馏炉内直接加热干馏，由于油页岩中的干酪根分解活化能较高，干酪根分解产生裂解产物需要较高温度，干酪根在较高温度下分解，其裂解产物容易脱氢，使半焦产率增加、裂解产物的不饱和度增加，页岩油的出油率降低。
[0005]CN1786115A公开了《一种以含油岩石为原料生产轻质燃料油的催化剂和方法》，该催化剂的原料重量百分比组成为:环烷酸钴20?35%，乙二醇单甲醚30?40%，酸化活性白土 3?5%，硬脂酸甘油酯10?20%，氯化石蜡20?37%，所述的氯化石蜡为工业级氯化石蜡70。还提供了利用该催化剂生产轻质燃油的方法。该催化剂能有效降低含油岩石生产轻质燃料油的成本并提高轻质燃料油产品的品质，使用该催化剂生产轻质燃料油的方法打破传统需在高压、加氢工艺的条件下从含油岩石中蒸馏轻质燃料油的方法。
[0006]CN101962559A公开了《一种用油页岩类矿石制取轻质燃料油的方法》，是将油页岩类矿石经破碎、筛分后，在加入催化剂的条件下加热干馏，以此生产轻质燃料油；其中，加入的催化剂总量是油页岩类矿石重量的0.8?2%，且将其中的30?70%在加热干馏前加入油页岩类矿石原料中，将剩余的催化剂在干馏过程中加入油页岩类矿石原料中。
[0007]上述技术存在的不足之处在于，催化剂的组成达五种之多，催化剂的配制操作复杂，而且成本高；组成催化剂的组分大多是有机成分，若一次性加入，在干馏时由于气化蒸发损耗而影响催化效率，若油页岩干馏前后多次加入，催化剂使用操作复杂。
【发明内容】
:
[0008]本发明的目的在于提供一种够降低油页岩干馏出油温度、提高页岩油的出油率、提高页岩油中饱和烃的含量、降低不饱和烃的含量的一种用于油页岩提取页岩油的催化剂；
[0009]本发明的另一目的是提供一种用于油页岩提取页岩油的催化剂的使用方法。[0010]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
[0011]利用二价钴锰盐作为催化剂，并制成含表面活性剂的水溶液，将其均匀喷洒在欲干馏的油页岩表面或将油页岩浸泡含表面活性剂的催化剂后，自然或强制干燥油页岩，使催化剂均匀分散到油页岩中，按原油页岩干馏裂解工艺生产页岩油。
[0012]具体说是在油页岩干馏裂解前，将二价钴锰盐作为催化剂配制成含有表面活性剂的水溶液，将催化剂溶液喷洒在破碎后的油页岩表面，或将油页岩浸泡在含有表面活性剂的催化剂溶液中，催化剂溶液渗透至油页岩内部后，自然或强制干燥油页岩，按原油页岩干馏裂解工艺生产页岩油。
[0013]一种用于油页岩提取页岩油的催化剂，是由二价钴锰盐、水和表面活性剂按重量比混合制成，二价钴锰盐:7jc:表面活性剂为1:10?100:0.001?0.009。所述的二价钴锰盐为二价钴锰的硫酸盐、盐酸盐或硝酸盐，或二价钴锰氧化物溶解于硫酸、盐酸或硝酸所得的盐溶液。
[0014]所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯醚硫酸钠。
[0015]一种用于油页岩提取页岩油的催化剂的使用方法，包括以下步骤:
[0016]a.将油页岩破碎至75_12mm ;
[0017]b.按重量比，催化剂:油页岩为1:100?1000，将催化剂均匀喷洒在破碎后的油页岩表面或将油页岩浸泡在催化剂溶液中，浸泡2— 3小时；
[0018]c.自然干燥或强制干燥；
[0019]d.用干馏法生产页岩油。
[0020]有益效果:本发明提供一种油页岩干馏裂解催化剂的配方及其使用方法，不改变现有干馏装置，通过将催化剂分散到油页岩中，达到降低干馏出油温度、提高出油率、提高不饱和烃的含量、降低不饱和烃的含量。实现节能减耗、降低页岩油生产成本的目标。降低油页岩干馏出油温度，提高页岩油的出油率和饱和烃含量；另一方面，不改变干馏工艺和干馏装置，方法简便适合于大规模生产的推广。
【具体实施方式】:
[0021]下面结合实施例对本发明进行进一步的说明，进一步理解本发明，但本发明的保护范围不限于这些实施例。
[0022]一种用于油页岩提取页岩油的催化剂，是由二价钴锰盐、水和表面活性剂按重量比混合制成，二价钴锰盐:水:表面活性剂为1:10?100:0.001?0.009。
[0023]所述的二价钴锰盐为钴盐、锰盐或其钴或锰的氧化物。
[0024]所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯醚硫酸钠。
[0025]一种用于油页岩提取页岩油的催化剂的使用方法，包括以下步骤:
[0026]a.将油页岩破碎至75-12_ ；
[0027]b.按重量比，催化剂:油页岩为1:100?1000，将催化剂均匀喷洒在破碎后的油页岩表面或将油页岩浸泡在催化剂溶液中，浸泡2— 3小时；
[0028]c.自然干燥或强制干燥；[0029]d.用干馏法生产页岩油。
[0030]实施例1:
[0031]取吉林东部某地油页岩50t，含油率为13.21%，称取氯化钴60kg，十二烷基磺酸钠
0.5kg，溶解在4000kg水中，配制成水溶液，用喷雾器喷洒在粒度<75mm的油页岩表面，喷洒时翻动油页岩使其被催化剂溶液完全浸润，浸泡3小时，自然干燥后利用抚顺炉干馏裂解油页岩，得到页岩油5759kg，其页岩油回收率为87.2%，回收率提高15.4%。
[0032]实施例2:
[0033]取吉林西部某地油页岩5t，含油率为5.45%，称取硫酸锰45kg作为催化剂、聚氧乙烯醚硫酸钠0.3kg作为表面活性剂，溶解在450kg水中，配制成水溶液，用喷雾器喷洒在粒度<75mm的油页岩表面，喷洒时翻动油页岩使其被催化剂溶液完全浸润，浸润2.5小时，自然干燥后利用抚顺炉干馏裂解油页岩，得到页岩油235kg，其页岩油回收率为86.3%，回收率提闻13.2%ο
[0034]实施例3:
[0035]取辽宁中部某地油页岩5t，含油率为6.87%，称取硫酸锰20kg和氯化钴25kg作为催化剂，十二烷基苯磺酸钠0.2kg作为表面活性剂，溶解在460kg水中，配制成水溶液，用喷雾器喷洒在粒度<70mm的油页岩表面，喷洒时翻动油页岩使其被催化剂溶液完全浸润，浸泡2小时，自然干燥后利用抚顺炉干馏裂解油页岩，得到页岩油301kg，其页岩油回收率为87.7%，回收率提高19.6%，测得页岩油中烷烃由40.34%增加到47.12%。
[0036]实施例4:
[0037]取广东某地油页岩10t，含油率为7.25%，称取氧化锰18kg和氧化钴15kg，逐渐加入1+1硫酸至全部溶解。然后加入0.2kg辛基酚聚氧乙烯醚，加水至340kg，配制成水溶液，用喷雾器喷洒在粒度<75mm的油页岩表面，喷洒时翻动油页岩使其被催化剂溶液完全浸润，浸润2.5小时，自然干燥后利用抚顺炉干馏裂解油页岩，得到页岩油638kg，其页岩油回收率为88.0%，回收率提高17.1%。
【权利要求】
1.一种用于油页岩提取页岩油的催化剂，其特征在于，是由二价钴锰盐、水和表面活性剂按重量比混合制成，二价钴锰盐或其氧化物:水:表面活性剂为1:10?100:0.001?0.009。
2.按照权利要求2所述的用于油页岩提取页岩油的催化剂，其特征在于，所述的二价钴锰盐为二价钴锰的硫酸盐、盐酸盐或硝酸盐，或二价钴锰氧化物溶解于硫酸、盐酸或硝酸所得的盐溶液。
3.按照权利要求1所述的用于油页岩提取页岩油的催化剂，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯醚硫酸钠。
4.一种用于油页岩提取页岩油的催化剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤: a.将油页岩破碎至〈75_； b.按重量比，催化剂:油页岩为1:100?1000，将催化剂均匀喷洒在破碎后的油页岩表面或将油页岩浸泡在催化剂溶液中，浸泡2— 3小时； c.自然干燥或强制干燥； d.用干馏法生产页岩油。
【文档编号】B01J23/889GK103464179SQ201310441301
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】李俊锋, 宋丽华, 张永强, 程志强, 胡美娟, 刘梦竹, 张明月, 魏书辰, 李作义 申请人:吉林大学