[發明專利]一種低碳烴齊聚制航油催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910876622.3
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110721733A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 吳晉滬;劉廣波;李冰爽;王輝;李建青;訾仲岳;武景麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J29/46;C10G50/00
• 代理公司: 11250 北京三聚陽光知識產權代理有限公司
• 代理人: 向森

本發明公開了一種低碳烴齊聚制航油催化劑及其制備方法和應用。催化劑包括ZSM?5分子篩和改性組分，ZSM?5分子篩占30％～100％；改性組分選用鎳鹽、銨鹽、鋅鹽、鋯鹽、硼酸、磷酸中的任一種或多種混合物。將改性組分溶解制備改性溶液后，放入ZSM?5分子篩制備催化劑前驅體溶液，然后將其干燥、焙燒和壓片破碎得到催化劑。將催化劑用于低碳烴齊聚反應制備航油組分，低碳烴選用碳數為C3～C8的烯烴或烯烴與烷烴的混合物。本發明具有催化劑制備方法簡單、制備原料適用范圍廣、直接所得產品包含芳烴、環烷烴、異構烴等航空燃油全組分且工藝簡單、產品品質高等優點。

技術領域

本發明涉及一種低碳烴齊聚制航油催化劑及其制備方法和應用，尤其涉及一種可用于低碳烴齊聚制備航空燃油的催化劑的制備方法和應用，屬于催化劑技術領域。

背景技術

低碳烴是石油化工、煤化工等過程常見副產物，將其進行齊聚得到長碳鏈化合物，不僅可以提高石油化工、煤化工等轉化過程的效率，同時提高碳資源的綜合利用率。目前，低碳烴齊聚制長碳鏈化合物，主要包括低碳烴齊聚制二聚、三聚、四聚或五聚產物，產物多以汽油或柴油為主。

航空燃油一般是由碳數在6～16間的烴類組成，包含有烷烴、環烷烴、芳烴等多種組分(Prem L,Donald H,Philip D.Environmental Science&Technology,2011,45,10744-10749.)。

烯烴齊聚在多相催化劑上發生反應主要有兩種活性中心：一種是質子酸中心；另一種是負載金屬的空軌道產生的L酸中心。傳統質子酸催化劑由于其易失活、難分離，已很少用于低碳烴齊聚過程。固體酸催化劑具有質子酸中心，同時還具有環境友好、易于再生和可調控產物油氣比等優勢而受到研究者的青睞。例如UOP公司開發非選擇性烯烴齊聚SPAC工藝、南非SASOL開發的費托合成副產物中C3、C4烯烴齊聚工藝及上海兗礦能源科技公司開發的費托反應產物低碳烯烴齊聚工藝等，皆采用不同的固體酸催化劑進行。原料多以烯烴為主，產物多以鏈烴為主、芳烴及環烷烴含量低，主要產品為汽油或柴油，催化劑穩定性有待提高等問題。

而具備MFI型三維孔道結構和良好酸性的ZSM-5分子篩，受其適宜孔道的限域作用，在低碳烴齊聚中表現出很好的抗積碳能力，且具有一定的芳構化、環化作用，被認為是低碳烴烴齊聚制備高品質航空燃油最具前景的催化劑。

發明內容

本發明旨在提供一種低碳烴齊聚制航油催化劑及其制備方法和應用，利用ZSM-5分子篩的特性，進行改性，從而獲得能夠應用于低碳烴齊聚制備高品質航油的催化劑，并將其用于低碳烴齊聚制備高品質航油組分。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種低碳烴齊聚制航油催化劑，包括ZSM-5分子篩和改性組分，所述ZSM-5分子篩的質量百分比x為30％<x<100％；所述改性組分選用鎳鹽、銨鹽、鋅鹽、鋯鹽、硼酸、磷酸中的任一種或多種混合物。

上述技術方案中，所述ZSM-5分子篩選用全硅型或Si/Al為10～300型。

上述技術方案中，所述鎳鹽包括其硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及氯化物；所述銨鹽包括其硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及氯化物；所述鋅鹽包括其硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及氯化物；所述鋯鹽包括其硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及氯化物。

一種低碳烴齊聚制航油催化劑的制備方法，包括：

稱取適量改性組分，所述改性組分選用鎳鹽、銨鹽、鋅鹽、鋯鹽、硼酸、磷酸中的任一種或多種混合物；將所述改性組分溶于水中制備得到改性溶液；

根據ZSM-5分子篩的質量百分比x為30％<x<100％。稱取適量ZSM-5分子篩，將ZSM-5分子篩放入所述改性溶液中，混勻后靜置浸漬8～24小時，得到催化劑前驅體溶液；