[發(fā)明專利]一種以氧化鋁為載體的微波輔助制備高碳烯烴用催化劑及催化工藝

有效

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• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108479792B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 魯伊恒;李康;楊濤;陳穎;馮文權;李寒旭
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B01J23/885
• 分類號: B01J23/885;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/18;C10G50/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開了一種以氧化鋁為載體的微波輔助制備高碳烯烴用催化劑及催化工藝，在微波輔助加熱及誘導、氫氣過量的條件下，甲烷首先經(jīng)鎳粉催化脫氫偶合，然后在鎳鉬復合催化劑催化齊聚，齊聚產(chǎn)物經(jīng)過精餾提純后在鎳鉬復合催化劑的作用下縮聚，高選擇性合成了高碳烯烴液體燃料。本發(fā)明方法以天然氣或生物甲烷為起始原料，具有高碳烯烴選擇性高、環(huán)境友好、節(jié)約能源、成本低廉、催化劑無毒、無污染的特點，是制備高辛烷值汽油液體燃料的最有前途的工藝路線。

技術領域

本發(fā)明涉及一種以氧化鋁為載體的微波輔助制備高碳烯烴用催化劑及催化工藝，屬于催化合成技術領域。

背景技術

高碳烯烴如C8和C12烯烴是精細化工重要中間體，其中C8烯烴如異辛烯通過加氫后可得異辛烷，而異辛烷通常從石油裂解生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)物經(jīng)過化學加工衍生獲得，隨著石油儲量的不斷減少和枯竭，潛在的替代品將來自于天然氣或沼氣的甲烷脫氫偶聯(lián)。由于天然氣的主要成分是甲烷，而甲烷非常穩(wěn)定，生成乙烯、乙炔、芳烴和高碳烴需要1273K或更高的反應溫度。雖然高反應溫度有利于高轉(zhuǎn)化率、如甲烷轉(zhuǎn)化率高達50％，但是溫度高、會導致產(chǎn)品分解積碳，具有高能耗和環(huán)境不良的結果。在過去的幾十年里，環(huán)境友好的甲烷脫氫齊聚工藝引起了廣泛的關注，如使用微波和等離子體放電技術制備乙炔和乙烯，前者微波在工業(yè)加熱中已經(jīng)逐漸普及，起到了高效、精準加熱、節(jié)能和環(huán)境友好的作用。

甲烷脫氫生產(chǎn)高碳烯烴化合物，雖然文獻中的許多報道都涉及使用微波或等離子體放電技術，但是使用高效易得的活性Al₂O₃作為載體，在微波能量的作用下，以甲烷作為起始原料、經(jīng)過催化脫氫偶合、催化齊聚、分離提純、催化縮聚合成高碳烯烴，如合成二聚體C8異辛烯和三聚體C12烯烴液體產(chǎn)物的催化劑和工藝從未見文獻和專利報道。

高碳烯烴異辛烯加氫產(chǎn)物異辛烷是高辛烷值的汽油調(diào)和原料，其辛烷值是汽油重要的質(zhì)量指標，添加抗爆劑是提高汽油辛烷值的主要方法，辛烷值越高，抗爆震性越強。汽油抗爆劑主要用于降低汽油的爆震性，爆震性高的汽油會造成發(fā)動機損壞、排放惡化等，因此汽油抗爆劑是汽油中不可缺少的添加劑。從天然氣轉(zhuǎn)化獲得的異辛烷，其辛烷值較高，含硫量低，不含氧，蒸汽壓也很低，符合國四、國五標準，從性能、環(huán)保、價格等多方面綜合考慮，異辛烷的綜合性能遠遠好于其它汽油添加劑，在歐美已經(jīng)廣泛使用，但國內(nèi)的使用尚未普及，處于起步階段，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種以氧化鋁為載體的微波輔助制備高碳烯烴用催化劑及催化工藝。本發(fā)明使用以氧化鋁為載體的鎳鉬復合催化劑，以甲烷為起始原料，經(jīng)過脫氫偶合、齊聚、催化縮聚三步反應制備高碳烯烴。本發(fā)明方法具有異辛烯選擇性高、環(huán)境友好、節(jié)能、成本低廉的特點，異辛烯加氫產(chǎn)物異辛烷，該天然氣或生物甲烷為起始原料，合成汽油添加劑液體燃料的路線是最有前途的工藝路線。

本發(fā)明以氧化鋁為載體的微波輔助制備高碳烯烴用催化劑，是以活性Al₂O₃為載體的鎳鉬復合催化劑，簡記為NiO_x-MoO_y/Al₂O₃復合催化劑，其中x＝0～1，y＝0～3；NiO_x-MoO_y/Al₂O₃復合催化劑中，Ni金屬原子質(zhì)量含量為0～15％，優(yōu)選為6～15％；Mo金屬原子質(zhì)量含量為0～15％，優(yōu)選為6～15％。

本發(fā)明以氧化鋁為載體的微波輔助制備高碳烯烴用催化劑的制備方法，包括如下步驟：