[發明專利]一種生物油脂加氫脫氧催化劑及制備和應用

在審

• 申請號: 202011321191.3
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN114522697A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 王濤;丁云杰;盧巍;龔磊峰;于婷婷
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;B01J23/888;C10G3/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開了一種生物油脂催化加氫脫氧制備烷烴的催化劑及應用，屬于生物能源新技術領域。包括：(1)將γ?Al₂O₃浸漬于含Ni的可溶性金屬鹽溶液中，然后干燥、焙燒使Al₂O₃表面生成鎳鋁尖晶石結構；(2)將表面含鎳鋁尖晶石結構的Al₂O₃作為載體浸漬于稀土元素的可溶性金屬鹽溶液中，然后干燥、焙燒；(3)浸漬Ni、Mo或/和W的可溶性金屬鹽，經過干燥、焙燒后得到負載型金屬催化劑。所述催化劑在滴流床反應器上以生物油脂為原料進行加氫脫氧反應，轉化率可達100％，油品收率可達82％。本發明的催化劑，表面性質穩定。另外，該催化劑可以替代傳統加氫脫氧反應的硫化態催化劑，避免了硫化物對環境造成危害，適合于工業化生產。

技術領域

本發明屬于生物能源新技術領域，具體涉及到一種催化生物油脂加氫脫氧制備直鏈烷烴的非硫化態催化劑及應用。

背景技術

隨著不可再生資源的日益消耗，化石能源價格不斷增長以及環保要求的日趨嚴格，能源短缺與節能減排制約了經濟的發展，人們開始尋找和開發綠色環保能源。

生物油脂作為一種儲量豐富且可再生的資源，是具有潛在可利用的新型能源。生物油脂主要成分為高級脂肪酸酯，相對分子量較大，含氧量高(一般高達35％～60％)，因此必須對其進行加氫脫氧精制來降低含氧量以提高其品質才可以作為車用燃料和航空煤油。

中國專利CN 101709225 A公開了以葵花籽油為原料，采用2％Pd/BaSO₄催化劑，在270℃，3.0MPa，反應釜中反應7h，葵花籽油轉化率可達100％，產物為長鏈烷烴，但是貴金屬價格昂貴、儲量有限，因此大規模工業化應用受到限制。中國專利CN103721741A公開了用于蓖麻油加氫脫氧制取生物柴油的催化劑以及使用方法。在高壓固定床反應器中，蓖麻油經過加氫脫氧反應可以得到生物柴油，然而采用金屬磷化物作為催化劑，其制備復雜，并用在水存在下催化劑容易失活。中國專利CN 101270300 A公開了采用F或P改性的硫化態的Ni-Mo/TiO₂-Al₂O₃作為生物柴油加氫脫氧催化劑，該催化劑顯示出良好的加氫脫氧性能，但是在反應過程會發生硫的流失，需要不斷補充硫試劑來維持催化劑的較高的穩定性；另外，由于加氫脫氧產物含硫，還需對其后續進行脫硫處理，增加生產成本?？梢婇_發非硫化態加氫脫氧催化劑勢在必行，不僅可以消除硫化和后續脫硫處理工序，還可以避免了硫化物對環境造成危害。

然而，現有的非硫化態油脂加氫脫氧催化劑，大多是以氧化鋁為載體，由于反應溫度高，加氫脫氧過程中有大量的水生成，導致催化劑穩定性變差，不適合大規模工業化生產，因此，開發高活性、高穩定性的新型非硫化態油脂加氫脫氧催化劑，具有重要的現實意義和工業應用價值。

發明內容

本發明提供一種負載型非硫化態生物油脂加氫脫氧催化劑，替代金屬硫化物催化劑，不僅降低了生產成本，還具有優良的加氫脫氧性能，并且在反應過程中顯示出較高的穩定性。

本發明的技術方案如下：

一種生物油脂催化加氫脫氧制備烷烴的催化劑及應用，包括以下步驟：(1)將γ-Al₂O₃浸漬于含Ni的可溶性金屬鹽溶液中，然后干燥、焙燒后使Al₂O₃表面生成鎳鋁尖晶石結構；(2)將表面含鎳鋁尖晶石結構的Al₂O₃作為載體浸漬于稀土元素的可溶性金屬鹽溶液中，然后干燥、焙燒；(3)浸漬Ni、Mo或/和W的可溶性金屬鹽，經過干燥、焙燒后得到負載型生物油脂加氫脫氧催化劑。

所述催化劑的制備方法如下：