[發明專利]液相脫氫催化劑、制備及用途

有效

• 申請號: 201811201530.7
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN111054410B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 童鳳丫;孫清;邵一凡;繆長喜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;C01B3/26;C07C5/333;C07C11/09;C07C11/167;C07C11/08
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本發明公開一種液相脫氫催化劑、制備方法及其用途，包括如下內容：催化劑由(a)0.01～5份選自鉑系金屬元素中的至少一種金屬或其合金；(b)70～90份載體，選自元素周期表第Ⅵ族元素中的至少一種金屬或其合金與碳元素的化合物。脫氫催化劑由:1)將第Ⅵ族元素的鹽溶解在水中，然后與(a)的溶液混合，共沉淀得到前驅體；2)將前驅體在氣氛爐中經活化處理，得到以(a)為活性金屬，第Ⅵ族元素與C元素形成的化合物為載體的催化劑。本發明催化劑應用于烴類脫氫時，可以在較低溫度下活化碳氫鍵，使脫氫反應在液相條件下即可進行，可大幅降低反應過程的能耗。

技術領域

本發明公開一種液相脫氫催化劑、制備及其用途，特別是一種用于有機液體儲氫材料高活性液相脫氫催化劑及其制備方法。

背景技術

作為綠色可持續新能源的代表，氫能被廣泛關注。21世紀初，中國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發展規劃，爭先開展了相關研究。氫能應用包括氫氣制備、儲存、運輸和應用等環節，其中氫能儲存是關鍵和難點。氫燃料車輛是氫能應用的主要途徑，開發適用于氫燃料車輛的儲氫技術是氫能大規模應用的前提。

目前，儲氫技術主要有物理儲氫、吸附儲氫和化學儲氫。物理儲氫技術已經滿足車輛的要求，但其對設備的高要求和苛刻操作條件使得此技術性能與效率之間的矛盾日益突出。吸附儲氫和化學儲氫是目前研究的重點，取得了一定研究成果，但是離車載儲氫技術要求還有一定差距。化學儲氫中的有機液體儲氫技術(有機液體主要有：甲基環己烷，環己烷，四氫萘，十氫萘，全氫氮乙基咔唑，全氫咔唑等)是通過催化加、脫氫可逆反應來實現氫能的儲存，該過程反應可逆，反應物產物可循環再利用，儲氫量相對較高(約60-75kg?H₂/m³，質量分數為6-8％)，符合國際能源署和美國能源部(DOE)規定的指標，并以有機液體形式進行長途輸送或可解決能源的地區分布不均勻問題，真正符合綠色化學的要求，具有較強的應用前景。

有機液體儲氫技術中同時存在加氫和脫氫過程，加氫過程相對簡單，技術比較成熟，脫氫過程是一個強吸熱、體積增大的反應，因此從動力學和熱力學兩方面來看,高溫都有利于脫氫反應進行，但高溫下易發生裂解、積碳等副反應，會導致催化劑的活性降低甚至失活。傳統脫氫反應在氣相條件下進行，為提高反應轉化率，一般在高溫下進行，或采用膜反應器以推動反應平衡，這些導致操作成本高、設備投資大、不易維護，給大規模應用帶來困難。如果在液相進行反應，反應產生的氫氣以氣體形式溢出，則不存在反應平衡問題，反應溫度可以大大降低，也不需要采用膜反應器，相對氣相反應有很多優勢。

TW094147739提供一種于微通道催化反應器的液態燃料的脫氫方法，將有機液體化合

本發明采用的技術方案如下：

一種液相脫氫催化劑，以重量份數計，包括以下組分：

(a)0.01～5份選自鉑系金屬中的至少一種金屬或其合金；

(b)70～90份載體，選自元素周期表第Ⅵ族元素中的至少一種金屬或其合金與碳元素的化合物。

上述技術方案中，優選的，組分(a)選自鉑和鈀，以重量份數計，其含量為0.01～5份，更優選的，其含量為0.5～5份。

上述技術方案中，優選的，組分(b)選自元素周期表第Ⅵ族元素Mo、W、Cr組成的組中的至少一種與碳形成的化合物，以重量份數計，其含量為70～85份。

上述技術方案中，更優選的組分(b)選自Mo和W，或者選自Mo和Cr；最優選的方案為Mo、W和Cr共同協同使用。上述技術方案中Mo與W或/和Cr的質量比為(5～0.5)：1。

上述技術方案中，優選的，以重量份數計，碳元素的含量為5～20份；所述第VI族元素與C元素的質量比為(30～6):1，優選為(16～4):1。

一種脫氫催化劑的制備方法，包括如下步驟：