[發明專利]硅鋁磷分子篩加氫催化劑制備方法及在餐廚廢棄油制備生物燃料中的應用

在審

• 申請號: 202211082709.1
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115382571A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 李偉;曾雪岑;關慶鑫
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;C10G3/00
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 王旭

本發明公開一種硅鋁磷分子篩加氫催化劑制備方法及在餐廚廢棄油制備生物燃料中的應用，在不加入有機模板劑的前提下，將水、硅源、鋁源、磷源、Cs源和Me源混合制備得到初始凝膠，再進行晶化，晶化溫度為150?200℃條件下即可合成硅鋁磷分子篩，負載活性組分后得到雙金屬硅鋁磷分子篩加氫催化劑。本發明所公開的催化劑制備方法綠色環保，無須高溫焙燒脫出模板劑，也無需離子交換，避免有害廢氣的產出，載體負載活性組分之后即成為可用于生物質加氫制備生物燃料的催化劑，催化劑孔道內以及分子篩骨架上的金屬與負載金屬具有高效協同作用，第二金屬的引入提高了Ni的分散度，使得催化劑具有更多的活性位點。

技術領域

本發明屬于沸石分子篩制備技術領域，尤其是涉及一種硅鋁磷分子篩加氫催化劑制備方法及在餐廚廢棄油制備生物燃料中的應用。

背景技術

化石能源的枯竭以及二氧化碳嚴格的排放要求，使得傳統的航空燃料在需求量以及排放標準上面臨著雙重挑戰。傳統航空煤油燃燒后產生的二氧化碳氣體直接在平流層排放，造成的溫室效應危害遠高于其他行業。為保護人類生存環境，降低溫室氣體的排放，亟待開發一種新的生物航空煤油，如將植物油以及動物油脂，包括大豆油、棕櫚油、蓖麻油、菜籽油、麻楓樹油、豬油、魚油等加氫脫氧，裂化異構化成生物燃料，

天然油脂經過兩步加工可得到的生物燃料。天然油脂含有大量的醛、羥、酚等含氧官能團，含氧量過高，其次碳鏈還含有大量不飽和鍵，使得生物油穩定性差。天然油脂加氫脫氧-加氫裂化/異構技術路線可分為兩步，第一步在氫氣氛圍下，對生物質油進行脫氧處理，使含氧官能團中的氧元素以H₂O、CO₂或CO的形式離去，從而提高生物油的飽和度，得到直鏈烷烴，第二步，對長鏈烷烴進行裂化異構化處理，得到帶支鏈的較短鏈烷烴，從而降低生物油的粘度以及提高低溫流動性，達到生物航煤的油品標準。

生物油品加氫脫氧催化劑要由活性金屬以及分子篩載體構成。傳統分子篩的合成過程中往往需要用到大量的有機胺模板劑。模板劑的使用雖然帶來了沸石材料合成與結構的發展，但是在工業生產中卻帶來了巨大的問題：首先合成成本增加；其次為了得到開放的微孔孔道，有機模板劑在沸石使用前必須除去，而常見的除去方法是高溫焙燒，使得溫室氣體的排放量增加，與國家的節能減排國策相違背。另一方面大量的有機模板劑都是有毒有害的，環境污染問題嚴重。

PCT/CN2019/106883公開了一種無模板合成多孔結構的硅鋁磷載體的制備方法。該合成不加入有機胺類模板劑，透過硅源以及堿源的調節以及合適的水熱合成條件得到多孔結構的硅鋁磷載體。再經焙燒之后用于植物油加氫脫氧以及異構化裂化制備生物燃料。CN201711126785.7公開了一種Na型片沸石分子篩的水熱合成方法。該方法以硅源、鋁源、氫氧化鈉、沸石晶種為原料，然后直接在初始凝膠中添加天然輝沸石晶種，在較短的晶化時間(3-4天)與較低的晶化溫度 (130-170℃)下水熱合成Na型片沸石分子篩。后續將得到的水熱晶化產物固液分離后洗滌并干燥，從而得到所述的Na型片沸石分子篩。該方法能在較溫和的條件下制備出結晶度高、粒徑均一的Na型片沸石，在氣體吸附與分離以及陽離子交換等領域有巨大的應用前景。CN202011480960.4公開了一種無模板劑 SAPO-34分子篩及其制備方法。該方法提供了一種晶種法輔助水熱合成的無模板劑SAPO-34分子篩的方法，所述無模板劑SAPO-34分子篩包括重量配比如下的各組分：Si0₂ 2-10份；Al₂0₃ 15.5-25.5份：P₂0₅60-75.5份，其次，在合成過程中需要加入合成分子篩原材料總質量的1-6wt％作為晶種。