一种负载型镍基催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种负载型镍基催化剂，本发明专利技术提供了一种负载型镍基催化剂，所述负载型镍基催化剂包括活性组分和复合载体，所述活性组分包括镍、锌和镁，所述复合载体由二氧化硅和二氧化钛组成，所述活性组分负载在所述复合载体上形成结构为Ni‑Zn‑Mg/SiO2‑TiO2的所述负载型镍基催化剂，其中，所述镍的质量百分比为30‑80％，所述锌的质量百分比为0.1‑15％，所述镁的质量百分比为0.1‑15wt％，所述二氧化硅的质量百分比为10‑50％，所述二氧化钛的质量百分比为1‑30％。本发明专利技术制备的Ni‑Zn‑Mg/SiO2‑TiO2负载型镍基催化剂的白油的加氢精制效果明显，制备工艺及设备简单，易于工业化，具有良好的应用前景及巨大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种负载型镍基催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及工业催化领域，尤其涉及一种负载型镍基催化剂及其制备方法和应用。技术背景白油是润滑油馏分经深度精制除去润滑油馏分中芳烃和硫化物等杂质而得到的一类石油产品。其无色、无味、无嗅，具有化学惰性及优良的光、热稳定性，广泛应用于化工日用品、食品、医药、纺织和农业等领域。按用途和精制深度不同，白油可分为工业级、化妆级、食品级和医药级等类别。传统工艺采用酸处理和白土精制法来生产白油，不仅白油收率低，还存在环境污染问题。加氢法生产白油以其无污染、白油收率高、原料来源广泛、产品种类齐全、可加工高粘度白油诸多优点而得到了长期的发展。加氢法生产白油的过程实质上是除去几乎全部的存在于原料中的硫、氮、氧和芳烃化合物的精制过程。由于白油产品对芳烃含量的限制极其严格，而芳烃的加氢受热力学平衡限制难以在高温下进行，故而使用非贵金属加氢精制催化剂生产白油时要采用较高的压力。根据原料的不同和对产品要求的各异，采用一段加氢或多段加氢。对于芳烃含量较低的进料，如加氢裂化尾油，经过一段加氢可以得到工业级白油，甚至食品级、医药级白油。对于芳烃含量较高的润滑油基础油原料，如溶剂精制脱蜡油，一般要经过两段加氢，一段加氢可以得到工业级白油，二段加氢可以得到食品级和医药级白油。专利CN1769379A、CN1140748A、CN1070215A中涉及的均是常规金属催化剂，活性较低，不能有效解决润滑油的深度脱芳烃问题；专利CN1245204A、CN90100187.2均涉及含铂和钯双金属的贵金属加氢催化剂，但由于这两种催化剂载体中Al2O3含量较低，均不超过30％，因此该催化剂的酸性较弱，仅适合于轻质油品、馏分油的加氢过程。美国专利US5393408涉及一种大孔无定形硅铝和一种中孔无定形硅铝载体负载贵金属的两种催化剂，对加氢润滑油基础油需采用两段加氢，才能达到脱除芳烃的目的。美国专利US5308814中介绍了一种适用于馏程范围在66-371℃的烃类脱芳烃、脱硫、脱氮的贵金属催化剂，催化剂中载体由Y型沸石及氧化铝组成，Y型沸石的含量50-80wt％，加氢金属为Pt和Pd，含量为0.1-2.0wt％，出口油的芳烃含量为9.9v％，芳烃转化率为84％，硫含量为17μg·g-1。美国专利US5391291介绍了一种适用于馏程范围在125-625℃的原料芳烃加氢，该催化剂载体采用一种Y型沸石，载体的制备方法是将Y型沸石与一种或多种含碱土金属离子的水溶液进行离子交换，使其上的碱土金属含量是原来Y型沸石上碱土金属含量的1.5倍或更多，再与氧化铝混合。载体上Pt、Pd含量为0.03％-3.0％。用该催化剂处理后的馏分油芳烃含量可降至20wt％以下。美国专利US4263127、US4325804公开了一种加氢制备超低芳烃白油的方法，其涉及的催化剂为贵金属催化剂，该催化剂的载体为氧化铝，助金属为硅、锌或镁。CN101745383A公开了一种深度加氢脱芳烃催化剂的制备方法，主要活性组分为Pt，助剂为Pd，载体为无定形硅铝载体，氧化硅的含量为载体重量的40％-60％。以上方法制备的催化剂的载体酸性低，金属分散性差，催化剂活性较低，脱芳烃效果差。专利CN20140045471公开了一种加氢脱芳烃催化剂的制备方法。该方法采用硅铝比较高，结晶度高，稳定性好的NaY型分子筛原料，依次经过铵交换、第一次水热处理、含碱溶液处理、第二次水热处理和用酸与铵盐的混合溶液处理后，得到小晶粒Y型分子筛。将该小晶粒Y型分子筛作为酸性组分，与无定形硅铝和活性组分及助剂组分相配合，具有更高的加氢脱芳烃活性。以上方法制备的催化剂活性高，但其催化剂为贵金属催化剂，生产成本高，且生产工艺复杂。因此，目前国内使用的白油催化剂多为贵金属催化剂，其加氢反应特性良好，但是成本高，且在加氢精制过程中伴有裂解反应的发生，生成小分子烃类化合物。
技术实现思路
本专利技术目的的第一方面，提供了一种负载型镍基催化剂，所述镍基催化剂以镍、锌和镁为活性组分，负载在氧化硅和氧化钛的复合载体上形成Ni-Zn-Mg/SiO2-TiO2负载型催化剂，解决了现有技术中的贵金属催化剂成本高的问题。本专利技术目的的第二方面，提供了一种负载型镍基催化剂的制备方法。本专利技术目的的第三方面，提供了所述负载型镍基催化剂在白油加氢精制中的应用。本专利技术目的的第三方面，提供了一种白油的精制方法。本专利技术的目的是通过以下的技术方案来实现的：本专利技术提供了一种负载型镍基催化剂，所述负载型镍基催化剂包括活性组分和复合载体，所述活性组分包括镍、锌和镁，所述复合载体由二氧化硅和二氧化钛组成，所述活性组分负载在所述复合载体上形成结构为Ni-Zn-Mg/SiO2-TiO2的所述负载型镍基催化剂，其中，所述负载型镍基催化剂中镍的质量百分比为30-80％，锌的质量百分比为0.1-15％，镁的质量百分比为0.1-15wt％，所述二氧化硅的质量百分比为10-50％，所述二氧化钛的质量百分比为1-30％。优选地，所述镍的质量百分比为40-70％，所述锌的质量百分比为1-12％，所述镁的质量百分比为1-12％，所述二氧化硅的质量百分比为15-45％，所述二氧化钛的质量百分比为5-25％。进一步地，本专利技术所述所述二氧化硅选自比表面积为300-800m2/g的二氧化硅粉体，所述二氧化钛选自平均孔径为5-50nm的二氧化钛粉体。优选地，本专利技术所述所述二氧化硅选自比表面积为350-750m2/g的二氧化硅粉体，所述二氧化钛选自平均孔径为10-45nm的二氧化钛粉体。其中，所述平均孔径等于对应的总孔体积与对应的比表面相除的结果。其中，所述二氧化硅粉体是指中位粒径(D50)范围在1-20μm的二氧化硅粉末，所述二氧化钛粉体是指中位粒径(D50)范围在1-20μm的二氧化钛粉末。另一方面，本专利技术还提供了所述的负载型镍基催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供含镍前驱体、含锌前驱体、含镁前驱体、复合载体、碱性可溶物和去离子水，将所述含镍前驱体、所述含锌前驱体和所述含镁前驱体混合并溶解在所述去离子水中形成前驱体溶液，所述碱性可溶物溶解在所述去离子水中形成碱性水溶液；步骤S2，将所述前驱体溶液、所述碱性水溶液和所述复合载体混合并进行共沉淀反应，以形成浆料；步骤S3，过滤所述浆料得到滤饼，然后对所述滤饼依次进行洗涤、干燥和粉粹处理，获得第一催化剂粉末；步骤S4，对所述第一催化剂粉末依次进行焙烧、还原和钝化处理，以形成所述负载型镍基催化剂。进一步地，所述含镍前驱体为含镍硝酸盐、含镍硫酸盐、含镍氯化盐或含镍醋酸盐中的任意一种或多种，所述含锌前驱体为含锌硝酸盐、含锌硫酸盐、含锌氯化盐或含锌醋酸盐中的任意一种或多种，含镁前驱体为含镁硝酸盐、含镁硫酸盐、含镁氯化盐或含镁醋酸盐中的任意一种或多种，所述前驱体溶液中所述含镍前驱体的浓度为0.2-2.0mol/L、所述含锌前驱体的浓度为0.01-0.2mol/L、所述含镁前驱体的浓度为0.01-0.2mol/L。进一步地，所述碱性可溶物为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钾或碳酸氢钾中的任意一种或多种，所述碱性可溶物的浓度为0.2-2.0mol/L。进一步地，所述步骤S2包括：将所述复合载体与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型镍基催化剂，其特征在于，所述负载型镍基催化剂包括活性组分和复合载体，所述活性组分包含镍、锌和镁，所述复合载体由二氧化硅和二氧化钛组成，所述活性组分负载在所述复合载体上形成结构为Ni‑Zn‑Mg/SiO2‑TiO2的所述负载型镍基催化剂，其中，所述负载型镍基催化剂中镍的质量百分比为30‑80％，锌的质量百分比为0.1‑15％，镁的质量百分比为0.1‑15wt％，所述二氧化硅的质量百分比为10‑50％，所述二氧化钛的质量百分比为1‑30％。

【技术特征摘要】
1.一种负载型镍基催化剂，其特征在于，所述负载型镍基催化剂包括活性组分和复合载体，所述活性组分包含镍、锌和镁，所述复合载体由二氧化硅和二氧化钛组成，所述活性组分负载在所述复合载体上形成结构为Ni-Zn-Mg/SiO2-TiO2的所述负载型镍基催化剂，其中，所述负载型镍基催化剂中镍的质量百分比为30-80％，锌的质量百分比为0.1-15％，镁的质量百分比为0.1-15wt％，所述二氧化硅的质量百分比为10-50％，所述二氧化钛的质量百分比为1-30％。2.如权利要求1所述的负载型镍基催化剂，其特征在于，所述镍的质量百分比为40-70％，所述锌的质量百分比为1-12％，所述镁的质量百分比为1-12％，所述二氧化硅的质量百分比为15-45％，所述二氧化钛的质量百分比为5-25％。3.如权利要求1所述的负载型镍基催化剂，其特征在于，所述二氧化硅选自比表面积为300-800m2/g的二氧化硅粉体，所述二氧化钛选自平均孔径为5-50nm的二氧化钛粉体。4.如权利要求1所述的负载型镍基催化剂，其特征在于，所述二氧化硅选自比表面积为350-750m2/g的二氧化硅粉体，所述二氧化钛选自平均孔径为10-45nm的二氧化钛粉体。5.如权利要求1-4任一项所述的负载型镍基催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供含镍前驱体、含锌前驱体、含镁前驱体、复合载体、碱性可溶物和去离子水，将所述含镍前驱体、所述含锌前驱体和所述含镁前驱体混合并溶解在所述去离子水中形成前驱体溶液，所述碱性可溶物溶解在所述去离子水中形成碱性水溶液；步骤S2，将所述前驱体溶液、所述碱性水溶液和所述复合载体混合并进行共沉淀反应，以形成浆料；步骤S3，过滤所述浆料得到滤饼，然后对所述滤饼依次进行洗涤、干燥和粉粹处理，获得第一催化剂粉末；步骤S4，对所述第一催化剂粉末依次进行焙烧、还原和钝化处理，以形成所述负载型镍基催化剂。6.如权利要求5所述的负载型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述含镍前驱体为含镍硝酸盐、含镍硫酸盐、含镍氯化盐或含镍醋酸盐中的任意一种或多种，所述含锌前驱体为含锌硝酸盐、含锌硫酸盐、含锌氯化盐或含锌醋酸盐中的任意一种或多种，含镁前驱体为含镁硝酸盐、含镁硫酸盐、含镁氯化盐或含镁醋酸盐中的任意一种或多种，所述前驱体溶液中所述含镍前驱体的浓度为0.2-2.0mol/L、所述含锌前驱体的浓度为0.01-0.2mol/L、所述含镁前驱体的浓度为0.01-0.2mol/L。7.如权利要求5所述的负载型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性可溶物为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钾或碳酸氢钾中的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雍，国海光，孙海霞，陈文祥，王素素，王林敏，孙兵，
申请(专利权)人：上海迅凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31