[發明專利]一種用于二氧化碳加氫制航空煤油的雙功能核-殼催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201911232685.1
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110975883B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 張健;趙歡歡;王以臣;施偉光;陳彥廣
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C10G2/00
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

本發明的一種用于二氧化碳加氫制航空煤油的雙功能核?殼催化劑的制備，涉及核殼型催化劑制備，其由合成Cu?Fe/SiO2催化核心、合成meso?TiO2@Cu?Fe/SiO2核?殼催化劑、meso?TiO2前驅液的制備、meso?TiO2@Cu?Fe/SiO2核?殼催化劑的制備四個步驟構成。通過核心催化反應，在催化體系內消耗殼層反應產物CO，將殼層催化劑的反應向正反應方向移動，不但提高殼層催化劑的轉化率，進一步提高了整體催化劑的總體轉化率。活性組分Cu?Fe的比例直接影響產物碳鏈的長度，而助劑則通過對Cu?Fe/x?SiO₂的酸位強度，弱酸位和強酸位的配比等因素進行調控，提升C₈?C₁₆烷烴的選擇性。

技術領域：

本發明涉及核殼型催化劑制備技術領域，具體涉及一種用于二氧化碳加氫制航空煤油的雙功能核-殼催化劑的制備方法。

背景技術：

航空煤油作航空渦輪發動機的燃料，具有密度適宜，熱值高，燃燒性能好，積碳量少；低溫流動性好，熱安定性和抗氧化安定性好，潔凈度高，對機件腐蝕小等優勢，適用于燃氣渦輪發動機和沖壓發動機使用，在民用和軍用航空飛行器中廣泛使用。與其他運載工具不同，由于航空飛行引擎對燃料的能量密度及重量的特殊要求，目前的航空煤油無法被新能源動力所取代。航空煤油主要由含碳數為C8-C16的烴類化合物組成，目前的來源主要以石油煉化產品為主，也可通過煤的液化工藝、天然氣液化和生物質的液化獲得。而煤炭、石油和天然氣是不可再生的化石燃料，隨著資源的逐漸枯竭，航空煤油的來源也將隨之銳減。生物質液化雖然是可再生能源，但其主要成本在于含油生物質的規?；占壳吧须y以形成規模化生產。因此，開發可再生資源生產航空煤油工藝，是關系到民生和國家安全的大事。

二氧化碳(CO₂)是一種溫室氣體，隨著工業的發展，煤，石油和天然氣等化石燃料大量的使用，使二氧化碳氣體的排放量逐年增加。19世紀初，全球大氣中的二氧化碳濃度約為280ppm，而2019年5月已經超過415ppm，預計到2050年，其濃度將達到。二氧化碳排放量的增長加劇了全球變暖的速度，對地球生態環境產生明顯的破壞，因此，二氧化碳的減排，收儲和利用，是目前各國科學家共同面臨的研究課題。

近年來，復合材料的廣泛研究與開發、應用，為新型催化劑的設計和改性提供了新的思路和方法。其中，具有核-殼結構的復合材料作為催化劑時，其獨特的結構改善了傳統催化材料的物理與化學性能，是傳統催化劑改性和新型催化劑設計的一種新方法，獲得了性質特異的核-殼結構催化劑，TiO₂作為載體具有與催化劑金屬活性組分強相互作用，抗積炭和抗中毒能力強等優點，在催化加氫過程中顯示出優良的活性。但TiO₂同時具有比表面積小(一般＜50m²/g)，孔容小和熱穩定性差(TPR過程出現轉晶或結構坍塌現象)的缺點，因此限制了它作為Ni₂P催化劑載體。李冬燕等以噻吩為模型化合物，考察了Ni負載量和前驅體的Ni/P摩爾比對Ni₂P/TiO₂催化劑的HDS性能的影響，結果表明Ni負載量的增加使活性組分在載體上的分散性變差，使活性中心的Ni₂P晶粒長大變為Ni₁₂P₅物相，而較低的Ni負載量雖然分散性好，但由于其負載少，噻吩轉化率仍然不高；而Ni₂P/TiO₂催化劑的脫硫活性隨P含量的增加而先升高后降低，因為適當增加起始P含量，催化劑上Ni₂P的晶粒度減小，活性組分在表面的分散度高，催化劑有較好的脫硫活性，進一步增加起始P含量，易導致催化劑表面的P過剩，比表面積減小，脫硫活性降低。