[發明專利]耐酸催化劑載體和催化劑

有效

• 申請號: 201680063338.9
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN108348896B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: S.R.施米德特;C.利班納蒂
• 申請（專利權）人: 格雷斯公司
• 主分類號: B01J23/00
• 分類號: B01J23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊戩

一種用于制備催化劑的方法包括用氧化鈦涂覆多孔無機粉末的大部分內表面，以形成氧化鈦涂覆的無機粉末。在涂覆之后，形成包含氧化鈦涂覆的無機粉末的擠出物，并且將其進行煅燒以形成催化劑載體。然后，用包含選自鉬、鈷和鎳的金屬的一種或多種鹽的溶液浸漬所述催化劑載體。

關于聯邦政府資助的研究或開發的聲明

本發明是按照W.R.GraceCo.-Conn.與巴特爾紀念研究所(Battelle MemorialInstitute)之間的CRADA PNNL/314作出的，該研究所作為代表美國能源部(United SatesDepartment of Energy)的太平洋西北國家實驗室 (Pacific Northwest NationalLaboratory)的執行者。政府對本發明享有一定的權利。

技術領域

本發明涉及催化劑載體和使用該載體制備的催化劑，并且更具體地涉及耐酸催化劑載體和使用該載體制備的催化劑。

背景技術

快速熱解是將有機含碳生物質原料，即“生物質”，諸如木材廢料、農業廢料、藻類等在不存在空氣時用熱解反應器快速加熱至約300℃至約 900℃的過程。在這些條件下，產生固體產物、液體產物和氣體熱解產物。氣體熱解產物的可冷凝部分(蒸氣)冷凝為生物質衍生的熱解油。生物質衍生的熱解油可作為某些鍋爐和爐子應用的燃料直接燃燒，并且也可充當在煉油廠中生產燃料的催化方法中的潛在原料。生物質衍生的熱解油具有取代高達60％運輸燃料的潛力，從而降低對常規石油的依賴性并減少其環境影響。

然而，生物質衍生的熱解油是一種復雜的高度氧化的有機液體，其具有目前限制其用作生物燃料的特性。例如，生物質衍生的熱解油具有高酸度和低能量密度，這在很大程度上可歸因為油中在儲存期間發生次級反應的氧化烴。如本文所用，“氧化烴”是含有氫、碳和氧的有機化合物。生物質衍生的熱解油中的此類氧化烴包括羧酸、酚、甲酚、醇、醛等。常規生物質衍生的熱解油包含約30重量％的來自這些氧化烴的氧。生物質衍生的熱解油轉化為生物燃料和化學物質需要將生物質衍生的熱解油完全或部分脫氧。遺憾的是，將生物質衍生的熱解油脫氧通常導致由生物質衍生的熱解油形成固體所致的氫化反應器中處理催化劑的快速堵塞或結垢。此外，在生物質衍生的氧化進料的氫化或其它過程中的苛刻環境，諸如高酸度、高壓和高溫趨于使部分地因其強度和高表面積而被選擇的標準催化劑載體(例如氧化鋁)溶解或軟化。同樣的苛刻環境也趨于破壞相對于氧化鋁缺乏強度和表面積兩者的普通耐酸載體(例如二氧化鈦或氧化鋯)。

WO 2013/123166公開了一種使含金屬的重油原料脫金屬的催化劑載體。該催化劑載體包含氧化鋁和5％或更少的二氧化鈦。該催化劑載體通過下列方法制備：例如使硫酸鋁和硫酸鈦與鋁酸鈉共沉淀，將氧化鋁與一定量的二氧化鈦混合，或者用鈦化合物對氧化鋁粉末進行浸漬。用獲得的催化劑載體制備的催化劑表現出改善的催化活性和穩定性以在加氫轉化工藝期間從重質原料除去金屬。

氫化工藝中使用的催化劑一般包含來自元素周期表第6族、第9族、第10族和第11族的催化活性金屬，并且通常負載于氧化鋁上，氧化鋁可與其它無機高熔點材料諸如二氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯等等組合。輔助助催化劑或添加劑諸如鹵素、磷和硼也已用于增強催化特性。為了由氫化工藝實現最大效應，有必要對所需的氫化反應優化催化劑活性和選擇性。催化劑活性和選擇性由諸如以下的因素決定和影響：催化劑載體、催化劑的性質和特性、助催化劑的活性和選擇性以及所用的制備和活化方法。

發明內容

本發明提供了將高表面積與酸性含水環境中的耐浸出性組合的催化劑載體和相關的催化劑。在形成(例如擠出)的載體用于連續反應器的情況下，本發明還為催化劑載體增加了足夠強度的特征，以避免在長期使用期間破壞顆粒-顆粒或壁-顆粒力。這使得用催化劑載體制備的催化劑能夠在苛刻環境，諸如在生物質衍生的氧化進料的氫化或其它處理中的高酸度、高壓和高溫中存在(survival)。