[發明專利]一種催化聚α烯烴完全加氫合成飽和烷烴的方法

無效

• 申請號: 201010574582.6
• 申請日: 2010-12-06
• 公開（公告）號: CN102079684A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 沈偉;侯磊;熊德勝;俞超;孫超;周海波;黃鎮;申高嶺;秦楓;徐華龍
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C07C5/03
• 分類號: C07C5/03;C07C9/22;B01J23/755
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于精細化工技術領域，具體涉及一種負載型的Ni/納米Al₂O₃催化劑用于一種聚α烯烴完全加氫合成飽和烷烴的方法。

背景技術

20世紀70年代以后，隨著各種發動機以及其他機械設備的技術進步和日益緊迫的“節能”“環保”要求，對潤滑油的粘溫性、揮發性、熱氧化安定性等主要性能也提出了日益苛刻的要求，天然礦物質基礎油的質量性能接近極限，難以再調制性能、規格更高的產品。這就直接推動了合成基礎油的發展。近年來由于潤滑油規格，特別是內燃機油規格更加嚴格，許多指標僅靠礦物油很難滿足新規格的要求，促使人們對合成油的興趣大增，也促進了合成潤滑油的需求增長。

長鏈飽和烷烴作為基礎油調制的發動機油與礦物油發動機油相比有許多優點。首先是這種烯烴的熱穩定性和氧化安定性明顯優于礦物油，可以延長換油期，降低了維修費用和減少停車時間。另外，使用這種合成潤滑油時，與礦物質基礎油常用的添加劑相容性好，且可以減少添加劑的用量，或用較便宜的添加劑，這可縮小這種合成潤滑油與礦物油型車用發動機油的價格差異。

合成潤滑油還具有操作溫度范圍寬、黏溫性能好、傾點低、黏度指數高、蒸發損失小，低揮發性，閃電、著火點、自燃點高，高溫下不吸濕，水解安定性好，剪切安定性好，對設備無腐蝕性。此外，在低溫和高溫條件下，對引擎磨損小，積碳少，可生物降解，而且使用壽命長，效率高，結焦少、無毒和對皮膚有浸潤作用等特點。

在生產合成潤滑油的過程中，希望對聚α烯烴進行加氫，使分子中殘余的烯烴雙鍵飽和，以保證產品的化學穩定性和熱穩定性。這一步對于產品的質量起著至關重要的作用。如果不進行這一步加氫反應，烯烴在急速運轉的引擎中或者高溫的汽輪機中壽命會很短。即便不在這樣的環境中，空氣中的氧氣也會和破壞雙鍵，從而使產品的質量性能大大降低，失去了其原有的意義。

目前用于聚α烯烴加氫的催化劑主要有雷尼鎳和采用共沉淀法的鎳鋁催化劑。與之相比，采用浸漬法生產催化劑具有節約金屬鎳，表面積大的優點。因此，本發明提供一種將活性組分鎳分散在納米氧化鋁上獲得高分散大外表面鎳催化劑的方法，并應用于聚α烯烴加氫。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單，成本低廉的催化聚α烯烴完全加氫合成烷烴的方法。

本發明提供的催化聚α烯烴完全加氫合成烷烴的方法，是在負載型的Ni/納米Al₂O₃催化劑的作用下，聚α烯烴完全還原成烷烴的過程。催化反應在連續氣液固定催化反應床中進行。其反應式是：

C_nH_2n??+??H₂??→??C_nH_2n+2??(n=20—100)

本發明在負載型的Ni/納米Al₂O₃催化劑作用下，聚α烯烴與氫氣按一定比例混合后進入催化反應床，完全加氫還原成烷烴，其具體條件為：

（1）該催化反應的溫度范圍是60-200^oC；

（2）催化反應的壓力范圍是1.0-6.0?MPa；

（3）液時空速范圍為0.4-0.8?h^-1；

（4）氫氣與聚α烯烴摩爾比為5-20。

本發明中，所述負載型的Ni/納米Al₂O₃催化劑，是在具有納米級顆粒的氧化鋁材料上通過浸漬法負載硝酸鎳，然后通過高溫空氣焙燒生成NiO/納米Al₂O₃；催化劑使用前用氫氣還原得到Ni/納米Al₂O₃催化劑。其具體制備方法如下：

根據負載型的Ni/納米Al₂O₃催化劑中鎳的含量值，稱取硝酸鎳，用蒸餾水溶解。然后加入納米氧化鋁，完全混合后在超聲機中超聲5-60分鐘。在室溫通風陳化5-24h。然后在60-70℃下通風干燥，得到干燥的混合物，再在馬弗爐中加熱焙燒，加熱溫度為400-600℃，焙燒時間為1-10h。使用前，將催化劑在氫氮混合氣（其中，H₂體積含量1%-100%）存在下于200^?oC?-500^oC范圍進行還原，獲得Ni/Al₂O₃催化劑。