高活性凡士林加氢精制催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种高活性凡士林加氢精制催化剂及其制备方法和用途。该催化剂的载体为含硅氧化铝，活性组分为ＷＯ↓［３］和ＮｉＯ，助剂组分为Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］，按催化剂的重量百分比计各组分的含量分别是：ＷＯ↓［３］为２５％～３５％、ＮｉＯ为２．０％～７．０％、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］以Ｐ计为２．０％～５．５％、ＳｉＯ↓［２］为１％～１０％，其余为氧化铝。本发明专利技术催化剂的制备方法包括以下步骤：①制备催化剂载体；②用去离子水溶解Ｗ、Ｎｉ、Ｐ化合物制备一次共浸液；③用由步骤②制得的共浸液一次浸渍由步骤①制得的载体；④对浸渍后的载体进行干燥、焙烧。本发明专利技术的催化剂加氢精制活性高，可在较低温度和适当压力下应用于一段加氢精制，也可应用于二段串联加氢精制。

【技术实现步骤摘要】
高活性凡士林加氢精制催化剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种凡士林加氢精制催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
凡士林的主要化学成分为碳原子数在30～60的异构烷烃，有广泛的应用，应用于医药和化妆品的凡士林，对其中的杂质含量有严格的限制，特别是含硫、氮化合物及稠环芳烃。制备凡士林的原料由减压馏分油和减压渣油经溶剂抽提脱沥青后的蜡膏调和而成，其中含有硫、氮、氧非烃化合物，还含有稠环芳烃。所以凡士林的制备包括调和和精制二步。加氢精制是凡士林精制的先进工艺。由于凡士林原料来源于重油，硫、氮、氧多以杂环化合物形式存在，芳烃主要是稠环芳烃。这些需要加氢的物质分子量大，具有平面分子结构，而且稳定。由催化剂颗粒外表面向催化剂内表面扩散阻力大，因此扩散慢。加氢反应需要较大的反应场所，而且需要多个活性氢原子同时进攻方可奏效，这就需要被加氢分子平面平行地吸附在催化剂平面表面上。因此凡士林原料加氢精制反应难度大，高活性凡士林加氢精制催化剂制备困难。为了提高凡士林加氢精制反应活性，主要手段是提高反应温度，加氢精制反应为放热反应，提高反应温度就会使反应平衡常数变小，达不到深度精制的要求。因此，凡士林加氢精制工艺主要是围绕着解决提高反应温度与深度精制这一矛盾而发展的。通常对凡士林的加氢精制方法为一段式的加氢精制方法，该方法反应温度较高。前苏联专利SU925988介绍一种一段凡士林加氢精制方法，反应温度为325～370℃，反应压力为4.0～5.0MPa，由于这么高的温度，使得加氢产品没有达到深度精制目标，因此还需要白土补充精制才能达到高质量凡士林标准。而在这么高的温度下要能达到深度精制要求，就需要提高反应的氢分压，美国专利US2998377介绍了一种一段加氢精制的方法，反应温度为370℃，反应器出口压力为21.0MPa，该方法可以制得高质量的凡士林，但反应压力太高，会增加设备成本和操作费用。中国专利申请97116402介绍了一种二段串联加氢精制方法，其中第一段装填Mo-Ni/Al2O3催化剂，第二段装填W-Ni/Al2O3催化剂，反应压力都为4.0～8.0MPa，反应-->温度第一段较高，为320～400℃，第二段较低，为200～300℃。第二段反应温度较低，其目的是克服热力学平衡对深度精制的限制，特别是对稠环芳烃饱和的限制，该专利申请称第一段反应是脱硫脱氮，达到精制目的，第二段是饱和稠环芳烃。实际上二段串联加氢均同时存在脱硫、脱氮和稠环芳烃饱和反应，例如在该专利申请的工业化报导中表明第一段的脱硫率为95％、脱氮率为92％、芳烃饱和率为62％。两段串联后的脱硫率为99％、脱氮率为99％、芳烃饱和率为91％。二段串联加氢精制方法虽然可以降低反应压力，克服热力学平衡对深度精制的限制，通过加氢精制可获得高质量凡士林产品。但由于催化剂活性有限，第二段反应温度较低，反应速度慢，必须在低空速下才能达到深度精制的目的，因此该方法的空速低，实测值仅为0.08～0.12h-1。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有适合稠环芳烃平面吸附的孔道形状的、使用中能克服一段凡士林加氢精制中反应温度较高以及二段串联凡士林加氢精制中空速较低的缺陷的高活性凡士林加氢精制催化剂。本专利技术的目的之二在于提供这种高活性凡士林加氢精制催化剂的制备方法。本专利技术的目的之三在于提供这种高活性凡士林加氢精制催化剂的用途。实现本专利技术目的中的提供一种高活性凡士林加氢精制催化剂所采用的技术方案是：一种高活性凡士林加氢精制催化剂，其载体为含硅氧化铝，活性组分为WO3和NiO，助剂组分为P2O5；按催化剂的重量百分比计各组分的含量分别是：WO3为25％～35％、NiO为2.0％～7.0％、P2O5以P计为2.0％～5.5％、SiO2为1％～10％，其余为氧化铝；所述载体是其N2吸附/脱附等温线与B型滞后环类似的含硅氧化铝载体。所述载体的颗粒尺寸为Φ1.6×(4～6)mm(指直径为1.6毫米、长度为4～6毫米)；孔容为0.60～0.80ml·g-1、比表面积为250～350m2·g-1。所述催化剂的形状为三叶草型、孔容为0.50～0.60ml·g-1、比表面积为200～350m2·g-1、侧压强度为120～180N·cm-1，颗粒中的孔的平均孔径为8～13nm。实现本专利技术上述高活性凡士林加氢精制催化剂的制备方法包括以下步骤：①制备催化剂载体；②用去离子水溶解W、Ni、P化合物制备一次共浸液；③用由步骤②制得的共浸液一次浸渍由步骤①制得的载体；④浸渍后的载体进行干燥、焙烧后制得成品。上述步骤①中催化剂载体的制备方法为：在大孔氢氧化铝干粉加入硅溶胶、胶溶剂、助挤剂和去离子水混捏后挤条成型；在100～130℃下干燥2～4h，在500～550℃下焙烧2～4h制得载体。-->上述大孔氢氧化铝干粉是经过筛选得到的。筛选的方法为：用外购的一般大孔氢氧化铝干粉(是指孔容大于0.8ml·g-1、颗粒中的孔的平均孔径大于10nm的氢氧化铝干粉)加入硅溶胶、胶溶剂、助挤剂和去离子水混捏后挤条成型；在100～130℃下干燥2～4h，在500～550℃下焙烧2～4h，制得载体，若该载体的N2吸附/脱附等温线组成的滞后环类似于B型滞后环，则选用该种大孔氢氧化铝，其余的弃之。上述各原料的配比情况是：其中的硅溶胶中含SiO2占硅溶胶总重量25％～35％，其余为水；硅溶胶的重量以其SiO2最后在催化剂总重量中所占的比例为1％～10％而确定；胶溶剂的重量与氢氧化铝干粉重量之比为1∶10～1∶13.5；助挤剂的重量与氢氧化铝干粉重量之比为1∶25～1∶40；去离子水的重量与硅溶胶中所含水的重量之和与氢氧化铝干粉重量之比为1∶1.25～1∶1.75；上述载体原料的具体配比以符合挤条成型的条件而确定。上述步骤②中所述的W化合物为偏钨酸铵、Ni化合物为硝酸镍、P化合物为正磷酸。本专利技术上述高活性凡士林加氢精制催化剂应用于一段凡士林加氢精制或者二段串联的凡士林加氢精制。当上述催化剂用于一段凡士林加氢精制时，其工艺条件是：反应温度为240～355℃、反应压力为9.0～16.0MPa、氢/油体积比为352～560、体积空速为0.15～0.5h-1。当上述催化剂用于二段串联的凡士林加氢精制时，其工艺条件是：一段反应温度为320～370℃、氢分压为8.0～15.0MPa、氢/油体积比为300～560；二段反应温度为240～320℃、氢分压为8.0～15.0MPa、氢/油体积比为300～560、总体积空速为0.2～0.8h-1，两个反应器催化剂装填量相等。本专利技术具有积极效果是：(1)本专利技术催化剂的孔结构除具有其它凡士林加氢精制催化剂的孔结构特点，即孔容和比表面大外，还在孔的形状方面有自己的特点。凡士林加氢精制反应物多为具有平面结构的杂环和稠环。稠环芳烃加氢是环加氢，需要多个活性氢原子同时进攻。因此，稠环芳烃加氢分子平行的吸附在具有平面结构的表面上是有利加氢的吸附态。根据这样的判断，运用吸附/脱附滞后环的类型判断孔的形状原理来筛选适合做凡士林加氢催化剂载体的大孔氢氧化铝。最后找到一种类型的大孔氢氧化铝干胶，用它做成载体的滞后环如附图1，具有这种类型滞后环的多孔性物质，其颗粒中的孔的形状多为近似方形孔、近似三角形孔，圆形孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高活性凡士林加氢精制催化剂，其特征在于：载体为含硅氧化铝，活性组分为ＷＯ↓［３］和ＮｉＯ，助剂组分为Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］；按催化剂的重量百分比计各组分的含量分别是：ＷＯ↓［３］为２５％～３５％、ＮｉＯ为２．０％～７．０％、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］以Ｐ计为２．０％～５．５％、ＳｉＯ↓［２］为１％～１０％，其余为氧化铝；所述载体是其Ｎ↓［２］吸附／脱附等温线与Ｂ型滞后环类似的含硅氧化铝载体。

【技术特征摘要】
1、一种高活性凡士林加氢精制催化剂，其特征在于：载体为含硅氧化铝，活性组分为WO3和NiO，助剂组分为P2O5；按催化剂的重量百分比计各组分的含量分别是：WO3为25％～35％、NiO为2.0％～7.0％、P2O5以P计为2.0％～5.5％、SiO2为1％～10％，其余为氧化铝；所述载体是其N2吸附/脱附等温线与B型滞后环类似的含硅氧化铝载体。2、根据权利要求1所述的高活性凡士林加氢精制催化剂，其特征在于：所述载体的颗粒尺寸为Φ1.6×(4～6)mm、孔容为0.60～0.80ml·g-1、比表面积为250～350m2·g-1。3、根据权利要求1所述的高活性凡士林加氢精制催化剂，其特征在于：所述催化剂的形状为三叶草型、孔容为0.50～0.60ml·g-1、比表面积为200～350m2·g-1、侧压强度为120～180N·cm-1，颗粒中的孔的平均孔径为8～13nm。4、由权利要求1至3之一所述的高活性凡士林加氢精制催化剂的制备方法，包括以下步骤：①制备催化剂载体；②用去离子水溶解W、Ni、P化合物制备一次共浸液；③用由步骤②制得的共浸液一次浸渍由步骤①制得的载体；④浸渍后的载体进行干燥、焙烧后制得成品。5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤①中催化剂载体的制备方法为：在大孔氢氧化铝干粉中加...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗继刚，霍艳艳，
申请(专利权)人：长春惠工催化剂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]