[發(fā)明專利]加氫飽和催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010174979.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN113385176B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆瑞;陶志平;趙杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01J23/755
• 分類號(hào): B01J23/755;B01J35/00;B01J35/10;B01J37/03;C07D307/12
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;鄭特強(qiáng)

本發(fā)明提供一種加氫飽和催化劑及其制備方法和應(yīng)用，包括利用該加氫飽和催化劑催化制備長(zhǎng)鏈烷烴的方法，該加氫飽和催化劑包括鎳和二氧化硅的復(fù)合物，鎳為晶體結(jié)構(gòu)，二氧化硅為無定形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過共沉淀法制備得到由晶態(tài)鎳和無定形二氧化硅顆粒團(tuán)簇聚集而成的多孔結(jié)構(gòu)，該催化劑具有活性高、穩(wěn)定性高，且易于分離、重復(fù)使用性好的特點(diǎn)，且機(jī)械強(qiáng)度高，應(yīng)用于催化生物燃料加氫反應(yīng)具有良好的前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加氫飽和催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在石油危機(jī)和溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重的背景下，作為唯一含有碳源的可再生能源——生物質(zhì)是目前最具前景可用來制備烴類液體燃料來代替石油的資源。為使從化石能源經(jīng)濟(jì)到碳水化合物經(jīng)濟(jì)的過渡得以持續(xù)，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高附加值的燃料和化學(xué)品，Dumesic工作團(tuán)隊(duì)以木質(zhì)纖維素水解產(chǎn)物糠醛為原料，先通過羥醛縮合反應(yīng)延長(zhǎng)碳鏈得到糠叉丙酮[4-(2-呋喃基)-3-丁烯-2-酮]和二糠叉丙酮[1,5-雙-(2-呋喃基)-1,4-戊二烯-3-酮]，然后加氫脫氧得到C8直鏈烷烴和C13直鏈烷烴，最終異構(gòu)化得到合格的噴氣燃料組分，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的高效利用(science,2005,308,1446-1450)。如下式I所示：

然而，由于糠醛和丙酮縮合生成的二糠叉丙酮為固體，難以直接進(jìn)入管式反應(yīng)器連續(xù)處理。此外，二糠叉丙酮不溶于各種烴類，僅部分溶于乙醇、丙酮等含氧溶劑中，雖然用含氧溶劑可以將二糠叉丙酮溶解，能夠使之泵送進(jìn)入反應(yīng)器，但加氫過程會(huì)造成含氧溶劑的加氫脫氧反應(yīng)，消耗溶劑和氫氣，生成廉價(jià)的低碳烷烴；另一方面，糠叉丙酮、二糠叉丙酮等具有呋喃環(huán)和C＝C雙鍵的大共軛結(jié)構(gòu)，高溫下不穩(wěn)定，容易發(fā)生自聚等副反應(yīng)。因此需先在較低溫度下完成加氫預(yù)處理(加氫飽和)，如下式II所示，以避免較高溫度下進(jìn)行的加氫脫氧過程中發(fā)生副反應(yīng)。使C＝C和C＝O雙鍵飽和，轉(zhuǎn)化成溶解于飽和烷烴的液體，這樣就可以進(jìn)入連續(xù)式管式反應(yīng)器。

目前，對(duì)二糠叉丙酮等類似原料的加氫飽和報(bào)道不多，多集中在貴金屬催化劑方面。專利申請(qǐng)CN104650947A和CN104650947B雖然報(bào)道了類似的預(yù)加氫處理，原料近似，但所用催化劑為Ru、Pd等貴金屬催化劑；即使涉及Ni催化劑，但其反應(yīng)溫度為300℃，原料會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的聚合副反應(yīng)，大大降低了反應(yīng)的選擇性。

因此，亟需一種新的適用于生物燃料加氫飽和反應(yīng)的催化劑，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的種種問題。

需注意的是，前述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種加氫飽和催化劑及其制備方法和應(yīng)用，包括利用該加氫脫氧催化劑催化制備長(zhǎng)鏈烷烴的方法，以解決現(xiàn)有加氫飽和催化劑易失活、反應(yīng)選擇性低、易發(fā)生聚合副反應(yīng)等問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種加氫飽和催化劑，包括鎳和二氧化硅的復(fù)合物，鎳為晶體結(jié)構(gòu)，二氧化硅為無定形結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，復(fù)合物的化學(xué)式為Ni-(SiO₂)_a，a的值為0.1～40。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，加氫飽和催化劑中，鎳的含量為1wt％～60wt％，二氧化硅的含量為40wt％～99wt％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，加氫飽和催化劑為由鎳晶粒和二氧化硅氧化物顆粒團(tuán)簇聚集而成的多孔結(jié)構(gòu)，鎳晶粒尺寸為0.5nm～10nm，團(tuán)簇的尺寸為200nm～500nm之間，加氫飽和催化劑的比表面積為200m²/g～500m²/g，孔容為0.2cc/g～0.7cc/g。