一種加氫催化劑的製作方法

2023-08-05 04:22:41

本發明屬於催化劑技術領域，具體涉及一種加氫催化劑，更具體地涉及一種由特定孔體積分布的活性炭負載的加氫催化劑。

背景技術：

生物油原油品質通常比較差，需要經後續改性提質才能滿足燃料要求。生物油提質主要包括加氫脫氧、催化裂化、催化重整和催化酯化，催化提質能夠改變生物油的組成，從根本上改變生物油的品質。生產中的產率和效率等關鍵技術還有待突破，開發高效催化劑是今後生物油提質的重點和難點。

目前，我國城市生活垃圾的年產量高達1.8億噸，城市人均垃圾年產量約為440公斤，且每年以超過10％的速度迅猛增加，預測到2030年，中國城市生活垃圾年產量將達到4.09億噸。大中城市，尤其是特大城市的人均垃圾產生量相對較高，其增長速率到達20％左右。

如果對這些垃圾不能妥善的處理和處置，那其中的有毒有害物質(重金屬、病原微生物等)就會通過一定的環境介質如土壤、大氣、地表或地下水進入生態系統中並形成汙染。這不僅會破壞生態環境，導致不可逆的生態變化，而且還會對動植物安全以及人類的健康造成危害。

目前垃圾處理只能通過焚燒處理來減少垃圾容量。焚燒處理法會產生二噁英等各種危害環境的汙染物質，安全的垃圾焚燒處理設備價格高、投資規模大，焚燒處理只能通過處理費用來維持運營，一般垃圾中樹脂、塑料類佔10％左右，剩下的就是餐廚、紙、木片等。

CN102218324A公開了一種用於生物油催化提質的催化劑及製備方法，包括催化劑活性成分和催化劑載體，按質量百分比計，所述催化劑活性成分及催化劑載體的組成為：NiO為10-32wt％；MoO3為5-18wt％；CoO為5-15wt％；餘分為白雲石催化劑載體。

CN104722329A公開了一種生物油脂催化加氫製備烷烴的催化劑，以含量為10％～50％的非貴金屬鎳金屬鹽、鉬金屬鹽、鈷金屬鹽、鎢金屬鹽作為活性組分，改性分子篩/氧化鋁作為催化劑載體；將催化劑載體擔載含量為10％～50％鉬、鎳、鈷、鎢中的一種或兩種以上混合，獲得生物油脂加氫精制催化劑前驅體；將該前驅體在300-600℃氫氣氣氛下活化2-6h，得到生物油脂催化加氫製備烷烴的催化劑。

CN105854872A公開了一種用於生物油加氫脫氧的催化劑及其製備方法，製備方法為：取經過焙燒的浸漬有活性組分的催化劑載體，使其吸附含氧無機酸，並經高溫乾燥處理，之後進行硫化處理，即得產品；其中，所述活性組分主要由VB族金屬中的一種或多種與VIIB族金屬中的一種或多種組成。

CN105413723A公開了一種非負載型鎳基生物油加氫脫氧催化劑的製備方法，屬於催化劑合成技術領域。首先，將表面活性劑、尿素和可溶性鎳鹽、可溶性磷鹽或(和)可溶性鎢鹽分別用水溶解，在100～300℃條件下晶化2～16h，然後將過濾後的濾渣分別用水和無水乙醇洗滌，乾燥後即得非負載型鎳基催化劑，最後將非負載型鎳基催化劑和生物油放入間歇反應器中，在氫氣壓力2～4MPa，溫度100～250℃條件下進行加氫脫氧反應1～10h，得到生物油加氫脫氧產物。

CN104841466A公開了一種生物油基含氧化合物加氫脫氧催化劑，包括載體和負載在載體上的催化組分，載體為二氧化矽，活性組分為相互緊密接觸的金屬磷化物和貴金屬，金屬磷化物為磷化鎳或磷化鉬，貴金屬為鈀、鉑或釕，上述各組分的質量百分含量為：金屬磷化物5～15％，貴金屬0.1～1.0％，餘量為載體。

CN103949281A公開了超聲波輔助熱解生物油改性MCM-41分子篩負載NiO催化劑製備方法及應用屬於生物油改性技術；將用分析純的Ni(NO3)2·6H2O與去離子水配製的硝酸鎳溶液在45℃下超聲處理，同時將佔硝酸鎳溶液總重量8％的MCM-41分子篩固體粉末加入到硝酸鎳溶液中，加入結束後繼續超聲處理30分鐘，然後靜置30分鐘，再在100±5℃下烘乾、粉碎、過40目篩，在550℃下焙燒3小時，得催化劑。

CN 104888766A公開了一種加氫脫氧催化劑，該催化劑由加氫活性金屬組分通過浸漬法負載在載體上製得，所述載體為有序介孔碳/氧化矽鋁複合材料；以碳、氧化矽和氧化鋁質量百分比之和為100％計，碳10-80％，餘量為氧化矽和氧化鋁，其中矽鋁摩爾比為7-300；所述催化劑的比表面積為200-450m2/g，孔容為0.20-0.40cm3/g，孔徑為3.0-6.0nm。

WO2012/166402A1公開了用於將生物質衍生熱解油脫氧的方法和催化劑的實施方案，該方法包括步驟：使生物質衍生熱解油與第一脫氧催化劑在第一預定加氫處理條件下在氫氣的存在下接觸以形成第一低氧生物質衍生熱解油流出物，第一脫氧催化劑包含中性催化劑載體、鎳、鈷和鉬，第一脫氧催化劑包含作為氧化物計算0.1-1.5重量％的量的鎳。

US2009/062241A1公開了一種將固體生物質轉化成烴的方法，包括a)在於約50℃到約200℃的溫度操作的第一提升管中使該固體生物質與催化劑接觸，從而產生第一生物質-催化劑混合物和含烴的第一產物；b)從該第一生物質-催化劑混合物中分離該第一產物；c)將該第一生物質-催化劑混合物加到在約200℃到約400℃的溫度操作的第二提升管中，從而產生第二生物質-催化劑混合物和含烴的第二產物；d)從該第二生物質-催化劑混合物分離該第二產物；e)將該第二生物質-催化劑混合物加到在大於約450℃的溫度操作的第三提升管中，從而產生廢催化劑和含烴的第三產物；和f)從該廢催化劑中分離出第三流出物。

「生物質快速熱解製備生物油」，朱錫鋒等，科技導報，2007，25(21)：69-75，通過元素分析及改性油結構分析可以從總體上把握催化加氫的效果，同時為研究生物質原油中的單一組分在MoS2的催化條件下，發生加氫脫氧反應提供很好的理論指導從而提高生物質原油產率。

然而，在上述文獻和其它現有技術中，使用的生物油通常來自農業產品、林業產品、水生植物，這些生物油與城市生活垃圾蒸餾炭化得到的生物油在組成和性質上有較大差異，尚缺乏能夠有效地將來自城市生活垃圾蒸餾炭化獲得的生物油進行有效提質的催化劑，另外對城市生活垃圾蒸餾炭化得到的炭材料利用度不夠，缺乏高附加值地利用方法。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明人經過深入和系統研究，充分分析了來自城市生活垃圾蒸餾炭化獲得的生物油以及炭材料的組成和性質，提供了以下技術方案，非常有效地對所述生物油進行了加氫提質，從而實現了垃圾的資源化處理與利用。

在本發明的一方面，提供了一種加氫催化劑，該催化劑為炭負載的鐵基催化劑。

優選地，所述活性炭為改性活性炭。

所述活性炭的中孔孔體積佔總孔體積的5-15％，大孔孔體積佔總孔體積的80-95％。

所述活性炭優選來自垃圾的高溫蒸餾炭化處理。

本領域普遍認為，由垃圾獲得的炭材料(活性炭)由於孔結構不合理，不能用作催化劑的載體，催化劑尤其是加氫催化劑的炭載體通常都是用高品質的專用活性炭，認為由垃圾獲得的炭材料只能用於品質要求不高的低規格應用例如吸附劑應用。

本發明人經過大量研究發現，如果將所述活性炭進行合理的改性處理，製得的改性活性炭可以用於加氫催化劑的製備。所述改性處理通過包括以下步驟的方法進行：(1)將製得的炭材料在CO2和N2的混合氣體中進行加熱，其中CO2在混合氣體中的含量為60-70v.％，混合氣體流速為300-1000mL/s，加熱溫度為700-800℃，優選720℃，加熱時間為3-5h，優選3.5h，然後以2-10℃/min的冷卻速率冷卻至室溫；(2)將步驟(1)得到的炭材料置於石英容器中，將該石英容器放置在水平電爐中，然後通入氨氣(NH3)，NH3流速為200-500mL/s，加熱溫度為600-750℃，優選650℃，加熱時間為1-3h，優選2h，然後切換至氮氣氣氛，以15-30℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，即得改性活性炭。

經測試發現，通過該改性方法製得的活性炭中，大孔體積佔總孔體積的80-95％，優選90％以上。BET比表面積為1000-1200m2/g，其中大孔表面積為850-1100m2/g，中孔表面積為100-200m2/g。與改性前的炭材料相比，比表面積和大孔體積明顯提高。

研究還發現，當炭材料在高溫下用氨氣進行處理時，氨氣可分解產生自由基如NH2、NH以及原子氫和氮。這些自由基可以進攻炭形成含氮官能團。例如，氨與炭中的羧酸位發生反應形成銨鹽，銨鹽脫氫產生醯胺和腈類：

R-COO-NH4+-H2O→R-CO-NH2-H2O→R-C≡N

氨還可以與炭材料表面的-OH發生反應：

R-OH+NH3→R-NH2+H2O

所述含氮官能團的存在，使製得的改性活性炭表面具有更大的鹼性，從而使製得的催化劑具有強的水熱穩定性，能夠耐受本發明的高蒸汽含量的生物油的加氫提質條件，而一般的活性炭不能夠耐受本發明的高蒸汽含量的生物油的加氫提質條件。另外，研究進一步發現，由於氨與炭材料表面的官能團發生反應，避免了炭材料官能團由於例如羧基和羥基發生氫鍵反應而導致孔閉塞以及催化活性金屬離子的難以進入。特別地，表面含氮官能團對金屬離子如貴金屬離子具有很強的螯合作用，從而使大負載量的催化劑製備成為可能，研究發現，本發明方法改性處理後的催化劑，金屬活性組分的負載量與負載前可以提高1倍以上。與一般的炭吸附相比，本發明的改性活性炭製得的催化劑在煅燒後，被螯合的金屬活性組分能夠更穩固地嵌合在活性炭中，從而有效避免了催化劑的失活。

本發明的催化劑可以為M-Co2O3-Fe2O3/C，其中M為過渡金屬，活性組分M-Co2O3-Fe2O3的含量為3.0-10.0重量％。C優選為上述改性活性炭。M優選選自Ni、Cu、Ru、Pd、Pt、Mo中的一種或多種。

在本發明的一個特別優選的實施方式中，本發明人經過大量研究，開發了一種能夠有效地對來自城市生活垃圾高溫蒸餾炭化的氣體物流中的生物油進行加氫提質的催化劑，該催化劑包含載體和負載在所述載體上的活性成分，該催化劑可以為下式所示的催化劑：Ni-Cu-Ru-Co2O3-Fe2O3/C，其中Ni、Cu、Ru、Co、Fe的摩爾比為(1-2):(5-10):(0.1-0.3):(1-2):(10-20)，基於催化劑總重量計，Ni-Cu-Ru-Co2O3-Fe2O3活性成分的含量為1-10％，優選2-8％，，更優選3-6％，進一步優選5％，活性炭C為載體，其由垃圾高溫蒸餾炭化處理得到炭材料經上述改性製得。

生物油的成分通常比較複雜，主要可包括酸類、醛類、酮類、醇類、酚類、呋喃類、酯類、醚類和少量含氮化合物以及其他多功能化合物。由於生物油熱穩定性差、酸性和腐蝕性強、含水量高、熱值低以及不易與石油基產品互溶等特性，因此目前生物油只能實現初級應用例如用於工業窯爐和燃油鍋爐等熱力設備，不能替代石油產品直接應用於內燃機或渦輪機的燃燒，無法滿足現代高品位的工業應用。為了提高生物油應用性，需要將其轉變為高品位的液體燃料，達到運輸燃料的要求，從而實現替代或部分替代石油產品，這就必須對生物油進行改性提質，使其化學組分由碳氫氧化合物轉化為碳氫化合物。如何有效地對生物油進行提質的關鍵之一在於催化劑的開發。

研究發現，在本發明的上述催化劑中，Niδ+比常規的加氫活性組分Moδ+具有更高的活性，Ni的使用可以高選擇性地獲得C6-C12烴(優選烷烴)，Cu的使用可以高選擇性地獲得C16烴(優選烷烴)，Ni、Cu的同時使用，驚奇地發現，還可以確保獲得一定量的C18和C19烴，表面Ni、Cu的使用能夠使生物油中的C-O鍵有效發生氫解反應。

與一般的生物質油提質不同，在本發明的氣體物流中，含有較高比例的蒸汽，因此對催化劑的水熱穩定性提出了非常高要求。常規的用於生物質油提質的催化劑不能用於本發明的氣體物流的提質。鐵催化劑是脫除植物基物料中氧的一種常見催化劑，然而鐵催化劑遇水時失效，而鈀催化劑遇水時雖然有效，但它除氧的效果不是很好，並且較為昂貴，而在鐵中加入極少量的鈀，可獲得很好的協同作用。發明人研究發現，少量鈀的加入有助於氫覆蓋於催化劑中鐵的表面，使反應加速，並防止水阻斷反應，因而氫耗小，在活性、穩定性和選擇性方面遠遠好於單獨的鐵催化劑，其催化壽命可提高2倍以上。

本發明人經研究還發現，Co的加入有利於降低催化活性組分的晶粒尺寸，使其能夠有效地嵌入到C分子篩的孔隙中，這對於提高催化活性組分的活性、選擇性和穩定性有非常積極的意義。然而，如果Co量過大，則Co會覆蓋加氫活性中心Ni、Cu等，從而降低催化劑的活性。

上述特別優選的催化劑在先前文獻中尚未見報導，其是本發明針對從垃圾回收的氣體物流和生物油的具體組成特點有針對性地設計的，取得了良好的提質效果。

在本發明的另一方面，提供了製備上述催化劑的方法，其通過浸漬法製備。

優選地，該催化劑可以採用本領域常規的浸漬煅燒法進行製備。具體地，按上述比例稱取一定量的前體鹽如Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、RuCl3、Co(NO3)2、Fe(NO3)3(或它們的水合物形式)和檸檬酸，加去離子水溶解，攪拌均勻，配成濃度為0.5-1.5mol/L的溶液，稱取一定量的上述經改性活性炭放入反應容器中，將配好的溶液倒入反應容器內，置於帶有攪拌器的恆溫加熱油浴裝置內加熱，在60-120℃溫度下攪拌1h-10h，然後放入乾燥箱中100℃-150℃乾燥12h，隨後將得到的催化劑前驅體置於馬弗爐中在N2氣氛下於300℃-600℃煅燒1h-6h，然後在H2存在下於200-300℃下還原活化，製得Ni-Cu-Ru-Co2O3-Fe2O3/C催化劑。

在本發明的另一方面，提供了前文所述催化劑的應用，其用於來自垃圾高溫蒸餾炭化處理的生物油的提質。

在本發明的另一方面，提供了一種垃圾資源化處理方法，該方法包括：(1)將經分揀的垃圾進行高溫蒸餾炭化處理獲得炭材料和生物油；(2)將所述炭材料進行改性製得改性活性炭；(3)由所述改性活性炭製備負載的鐵基催化劑；(4)在該鐵基催化劑和氫氣存在下將所述生物油進行加氫提質。

更具體地，該方法包括：(1)將作為廢物的城市生活垃圾進行分揀預處理，除去垃圾中的不可燃固體物，然後將垃圾裝入垃圾輸運裝置；(2)使垃圾輸運裝置穿過高溫蒸餾炭化裝置；(3)從高溫蒸餾炭化裝置上部取出氣體物流；(4)使該氣體物流以氣態形式通過催化劑床；(5)將來自催化劑床的流出物進行冷凝和分離，獲得液體可燃物和水；(6)從穿過高溫蒸餾炭化裝置的垃圾輸運裝置獲得炭材料即熱解炭化物。

將步驟(6)中的炭材料按照前文所述方法進行改性，製得改性活性炭。將製得的改性活性炭作為載體按照前文所述的催化劑製備方法製得加氫催化劑(優選前文所述的Ni-Cu-Ru-Co2O3-Fe2O3/C催化劑)，將該催化劑用於填充到步驟(4)的催化劑床中，進行氣體物流中所含生物油的加氫提質。

所述不可燃固體物可以包括渣土、玻璃、石塊、陶瓷和金屬。

優選地，所述垃圾為城市生活垃圾。

優選地，所述生物油以包含生物油和水蒸汽的氣態物流的形式進行提質。

優選地，經提質的生物油中不飽和酚的含量低於3.0wt.％。

所述生物油優選來自混合垃圾炭化處理。

在提質過程中，所述生物油可以以包含生物油和水蒸汽的氣態物流的形式進行提質。即，將包含生物油和水蒸氣的物流直接進行提質，無需分離出生物油再進行提質。

所述提質優選為加氫提質，更優選為加氫脫氧提質。

就本發明而言，經提質的生物油中不飽和酚的含量優選低於3.0wt.％，更優選低於1.0wt.％。

優選地，在提質後將從物流分離出經提質的生物油和水。

更優選地，所述分離通過蒸餾方法進行。

優選地，所述高溫無氧蒸汽的溫度為270-600℃。

所述高溫無氧蒸汽中優選包含氮氣。

所述垃圾優選為城市生活垃圾。

所述氣體物流可保護生物油和蒸汽(水蒸氣)。

從高溫蒸餾炭化裝置上部取出氣體物流優選以連續方式進行。

高溫蒸餾炭化裝置通過高溫無氧蒸汽進行加熱。

所述高溫無氧蒸汽的溫度優選為300-600℃。所述高溫無氧蒸汽的壓力優選為0.1-1.0MPa。

優選地，其中所述高溫無氧蒸汽中包含氮氣。更優選地，氮氣含量為10-80v.％，更優選20-60v.％。

就本發明而言，與現有技術中的單純乾餾相比，氮氣的存在能夠避免垃圾在碳化過程中發生燃燒，使產生的炭具有較高的熱值。另外，與現有技術中純粹的蒸汽氣化相比，氮氣的存在還可以增加加熱介質熱值，提高加熱效率從而提高炭化效率，同時還可以節約蒸汽用量，更重要地，通過氮氣的加入，可以為後續餾出物的催化提質提供所需的催化條件，例如調節所需的蒸汽分壓，因為過高的蒸汽壓會導致催化提質難以有效進行，氮氣的加入可以降低氣體物流即餾出物中的蒸汽分壓。

本發明人發現，在現有的垃圾蒸汽處理技術中，往往忽略了針對垃圾的組成有選擇性地選擇蒸汽處理條件，忽略了垃圾組成的差異，導致垃圾處理效率較低。本發明人經過大量研究，根據不同的垃圾組成選擇不同的蒸汽處理條件，獲得了良好的蒸汽處理效果。特別地，選擇如下高溫蒸餾炭化處理條件：(1)當垃圾組成中以垃圾的總重量計，有機類物質含量≥80重量％時，高溫無氧蒸汽的溫度為300-450℃，優選300-400℃；高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為10-30v.％，優選10-20v.％；在高溫蒸餾炭化裝置中的停留時間為8-12h；和(2)當垃圾組成中以垃圾的總重量計，有機類物質含量＜80重量％時且優選地塑料橡膠類物質含量＜10重量％時，高溫無氧蒸汽的溫度為450℃-600℃，優選500℃-550℃；高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為40-80v.％，優選60-80v.％；在高溫蒸餾炭化裝置中的停留時間為5-8h。

進一步地，對於上述條件(1)，當塑料橡膠類物質含量≥10重量％時，高溫無氧蒸汽的溫度為350-380℃；高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為10-15v.％；在高溫蒸餾炭化裝置中的停留時間為8-10h；當塑料橡膠類物質含量＜10重量％時，高溫無氧蒸汽的溫度為300-320℃；高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為25-30v.％；在高溫蒸餾炭化裝置中的停留時間為12-14h。研究發現，選擇這樣的高溫蒸餾炭化條件，是由於塑料橡膠類物質是高溫蒸餾炭化過程中生物油的來源之一，相比較廚餘垃圾和木草等成分，其對水蒸汽蒸餾炭化條件非常敏感，當其含量高時，需要應用較高的溫度和水蒸汽使其分解，但是蒸餾炭化時間又不能過長，否則很容易使產生的生物油分解成小分子氣體，導致生物油收率降低，並產生有害副產物。

當垃圾中有機類物質含量較高時，上述蒸汽處理條件特別有利於產生液體可燃物(即生物油)的產生；而有機類物質含量較低時，特別有利於炭材料的產生。

就本發明而言，所述氣體物流優選基本不含二噁英。因在無氧狀態下升溫蒸餾，所以不會產生二噁英等有害物質，可以保護大氣環境。這相比於普通的焚燒法具有很大的優勢。

優選地，其中高溫蒸餾炭化裝置中使用的高溫無氧蒸汽來自高壓貫流蒸汽爐。

經提質的生物油中氧含量低於10重量％，優選低於5重量％，更優選低於2重量％。進一步地，經提質的生物油的高位熱值大於40MJ/kg。優選地，經提質的生物油的pH為5-8。優選地，經提質的生物油中不飽和酚的含量低於3.0wt.％。

由本發明的附圖可以看出，經過改性後，大孔體積明顯增加，更有利於加氫催化作用的發揮。

附圖說明

圖1是根據本發明的高溫蒸餾炭化裝置的俯視圖；

圖2是根據本發明方法製得的炭材料改性前的SEM圖；

圖3是根據本發明方法製得的炭材料改性後的SEM圖。

具體實施方案

下面結合以下實施例和對比例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。

實施例1

選取來自北京市海澱區五路居垃圾壓縮轉運站的生活垃圾，所述垃圾的組成經檢測如下表1所示：

表1：城市生活垃圾成分組成

通過以下步驟對上述垃圾進行高溫蒸餾炭化：將經分揀的垃圾裝入垃圾輸運裝置；使垃圾輸運裝置穿過高溫蒸餾炭化裝置；從高溫蒸餾炭化裝置上部取出氣體物流；使該氣體物流以氣態形式通過催化劑床；將來自催化劑床的流出物進行冷凝和分離，獲得液體可燃物和水；從穿過高溫蒸餾炭化裝置的垃圾輸運裝置獲得炭材料。所述高溫蒸餾炭化裝置通過高溫無氧蒸汽進行加熱，高溫無氧蒸汽的溫度為350℃，高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為12v.％，處理平均時間為9.0小時。所述炭材料改性處理通過包括以下步驟的方法進行：(1)將製得的炭材料在CO2和N2的混合氣體中進行加熱，其中CO2在混合氣體中的含量為70v.％，混合氣體流速為800mL/s，加熱溫度為720℃，加熱時間為3.5h，然後以8℃/min的冷卻速率冷卻至室溫；(2)將步驟(1)得到的炭材料置於石英容器中，將該石英容器放置在水平電爐中，然後通入NH3，NH3流速為300mL/s，加熱溫度為650℃，加熱時間為2h，然後切換至氮氣氣氛，以25℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，即得改性活性炭。由該改性活性炭製備催化劑，所述催化劑床的催化劑為Ni-Cu-Ru-Co2O3-Fe2O3/C，其中Ni、Cu、Ru、Co、Fe的摩爾比為2:8:0.15:1.5:15，基於催化劑總重量計，Ni-Cu-Ru-Co2O3-Fe2O3催化活性組分的含量為5％，氣體物流中的升溫油採用加氫脫氧方法進行提質，將所述氣體物流在前述催化劑和氫存在下進行加氫提質，加氫提質條件為270℃，2.0MPa氫壓，3h。通過該方法獲得了經提質的生物油。經提質的生物油中的氧含量為3.4wt.％、高位熱值為41MJ/kg，催化劑壽命為約680h。

對比例1

該對比例與實施例1的區別僅在於炭材料不進行改性，以及催化活性組分的含量為3.3重量％(最大負載量極限值)。獲得的經提質的生物油中的氧含量為7.9wt.％，經提質的生物油的高位熱值為19MJ/kg，催化劑壽命為約316h。

由上述實施例和對比例清楚地可以看出，高溫蒸餾炭化獲得的炭材料按照本發明方法進行改性後，催化劑活性和穩定性明顯提高，由於高的活性組分負載量(改性後的炭的表面含氮官能團對Ru具有較強的螯合能力)，使提質的生物油具有較低的氧含量，從而具有更高的熱值，此外加氫提質過程中的催化劑壽命也大大提高。

本書面描述使用實例來公開本發明，包括最佳模式，且還使本領域技術人員能夠製造和使用本發明。本發明的可授予專利的範圍由權利要求書限定，且可以包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這種其它實例具有不異於權利要求書的字面語言的結構元素，或者如果這種其它實例包括與權利要求書的字面語言無實質性差異的等效結構元素，則這種其它實例意圖處於權利要求書的範圍之內。在不會造成不一致的程度下，通過參考將本文中參考的所有引用之處併入本文中。