生物柴油加氢脱氧-异构化催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了生物柴油加氢脱氧

【技术实现步骤摘要】
生物柴油加氢脱氧
‑
异构化催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其是生物柴油加氢脱氧
‑
异构化催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]生物柴油作为时下热门的能源，其由于具有对环境友好、可再生可的优点，因此，被广泛认为是作为化石能源的补充能源之一。由于生物柴油的主要化学组成为脂肪酸甲酯，其通常由植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与甲醇酯交换制得。由于生物柴油具有相对较高的凝点和浊点，且其化学稳定性差、含氧量高、能量密度较低，使得其与传统化石柴油难以完全兼容，因此，限制了它的应用。基于此，针对将脂肪酸甲酯加氢脱氧转化为与传统化石柴油成分相似且兼容性良好的生物基烷烃是具有积极现实意义的课题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种工艺稳定可靠、成本低且产品性能稳定的生物柴油加氢脱氧
‑
异构化催化剂及其制备方法和应用。
[0004]为了实现上述的技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0005]生物柴油加氢脱氧
‑
异构化催化剂的制备方法，其包括：将铝源、磷源和硅源分散于去离子水中，令其形成凝胶态混合物，然后再加入镍源并使其分散在凝胶态混合物中，继而将混合物料置于反应釜中，然后再将模板剂和扩孔剂以及去离子水加入到混合物料中，并在搅拌混合后，对混合物料进行干燥、晶化处理，再将反应体系温度升温至610～650℃进行焙烧处理5～7h，制得掺杂有镍的SAPO<br/>‑
11载体；再将SAPO
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11载体、拟薄水铝石、田菁粉和乙酸溶液进行混合后，经研磨、搅拌、挤出成型和干燥后，制成催化剂前驱体；最后将催化剂前驱体置于还原气体氛围下进行还原反应处理，再经磷化处理后，制得催化剂。
[0006]作为一种可能的实施方式，进一步，本方案包括如下具体步骤：
[0007]S01、将铝源、磷源和硅源分散于去离子水中，并将混合溶液pH调节至3～4，使混合液形成凝胶态混合物，然后再加入镍源并使其分散在凝胶态混合物中，制得混合物料；
[0008]S02、将混合物料置于反应釜中，然后将模板剂和扩孔剂以及去离子水进行预先混合后，再加入到混合物料中，并在搅拌混合后，将混合物料置于90～95℃环境下进行干燥处理0.5～1h，再将反应釜温度调整至120～145℃进行晶化处理12～20h，最后将反应体系温度升温至610～650℃进行焙烧处理5～7h，制得掺杂有镍的SAPO
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11载体；
[0009]S03、将SAPO
‑
11载体、拟薄水铝石、田菁粉和乙酸溶液进行混合后，经研磨、搅拌、挤出成型和105～115℃干燥处理1～3h后，制成催化剂前驱体；
[0010]S04、将催化剂前驱体置于氢气氛围和400～440℃的温度条件下，进行还原反应处理3.5～5h，然后再将体系温度降至120～140℃，继而导入磷化液进行浸泡处理，然后按2～4℃/min的升温速率将体系温度升温至220～240℃，在温度保持2.5～3h后，再将体系温度以2～4℃/min的升温速率升温至360～380℃，在温度保持2.5～3h后，将磷化液排出，同时
输入常温惰性气体进行干燥和辅助降温，直至体系温度恢复常温后，制得催化剂。
[0011]作为一种较优的实施选择，优选的，步骤S01中，铝源、磷源、硅源、去离子水和镍源的添加摩尔比为1∶1～1.5∶0.2～0.6∶40～60∶0.4～0.8；
[0012]步骤S02中，模板剂、扩孔剂和去离子水的添加摩尔比为2～5∶0.2～0.8∶5～10；
[0013]其中，步骤S02中，反应釜内的组分铝源、磷源、硅源、去离子水、镍源、模板剂和扩孔剂的添加摩尔比为1∶1～1.5∶0.2～0.6∶45～70∶0.4～0.8∶2～5∶0.2～0.8；
[0014]步骤S03中，SAPO
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11载体、拟薄水铝石、田菁粉的混合质量比为70～80∶12～18∶3～4；
[0015]其中，所述乙酸溶液的质量浓度为30～35％，其加入量为SAPO
‑
11载体质量的3％～8％。
[0016]作为一种较优的实施选择，优选的，步骤S04中，在导入磷化液后，保持磷化液以0.5～1.5m/min的流速进行循环。
[0017]作为一种较优的实施选择，优选的，步骤S02中，反应釜内的组分铝源、磷源、硅源、去离子水、镍源、模板剂和扩孔剂的添加摩尔比为1∶1.3∶0.4∶60∶0.6∶3.5∶0.6；
[0018]其中，所述乙酸溶液的质量浓度为35％，其加入量为SAPO
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11载体质量的6％。
[0019]作为一种较优的实施选择，优选的，步骤S03中，SAPO
‑
11载体、拟薄水铝石、田菁粉的混合质量比为75∶14∶3.5。
[0020]作为一种较优的实施选择，优选的，所述的铝源为氢氧化铝、异丙醇铝、拟薄水铝石、硝酸铝中的一种以上；
[0021]所述的磷源为磷酸溶液；
[0022]所述的硅源为硅胶、硅溶胶、正硅酸乙酯中的一种以上；
[0023]所述的镍源为碱式碳酸镍；
[0024]所述的模板剂为十二烷基二甲基叔胺、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸钠中的一种；
[0025]所述的扩孔剂为正丁醇；
[0026]所述的磷化液为三苯基膦的正庚烷溶液，其中，三苯基膦的质量浓度为3％～4％，其液体体积空速为2～3h
‑1。
[0027]基于上述的制备方法，本专利技术还提供一种生物柴油加氢脱氧
‑
异构化催化剂，其由上述所述的制备方法制得，其中，SAPO
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11载体上附着的活性组分为磷化镍，该磷化镍负载量以质量计占催化剂的10～15％。
[0028]基于上述的催化剂方案，本专利技术还提供该生物柴油加氢脱氧
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异构化催化剂在催化脂肪酸甲酯加氢脱氧
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异构制备异构烷烃中的应用，所述应用的方法为：
[0029](1)将所述生物柴油加氢脱氧
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异构化催化剂装填于反应器中；
[0030](2)在265～275℃的预设温度和4.0～5.0Mpa的预设氢气压力下，将脂肪酸甲酯泵入反应器中，使其进行加氢脱氧
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异构反应，制得与脂肪酸甲酯中脂肪酸碳链长度相同的正构烷烃和异构烷烃。
[0031]作为一种较优的实施选择，优选的，所述脂肪酸甲酯中脂肪酸的碳链长度为16～22，氢气与脂肪酸甲酯的体积比为650～750，其通入压力为4.4～4.5Mpa，反应器内的温度为268～272℃。
[0032]采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性通过将镍源掺杂在铝源、磷源、硅源和去离子水调和而成的凝胶态混合物(非稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.生物柴油加氢脱氧
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异构化催化剂的制备方法，其特征在于：其包括：将铝源、磷源和硅源分散于去离子水中，令其形成凝胶态混合物，然后再加入镍源并使其分散在凝胶态混合物中，继而将混合物料置于反应釜中，然后再将模板剂和扩孔剂以及去离子水加入到混合物料中，并在搅拌混合后，对混合物料进行干燥、晶化处理，再将反应体系温度升温至610～650℃进行焙烧处理5～7h，制得掺杂有镍的SAPO
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11载体；再将SAPO
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11载体、拟薄水铝石、田菁粉和乙酸溶液进行混合后，经研磨、搅拌、挤出成型和干燥后，制成催化剂前驱体；最后将催化剂前驱体置于还原气体氛围下进行还原反应处理，再经磷化处理后，制得催化剂。2.根据权利要求1所述的生物柴油加氢脱氧
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异构化催化剂的制备方法，其特征在于：其包括如下具体步骤：S01、将铝源、磷源和硅源分散于去离子水中，并将混合溶液pH调节至3～4，使混合液形成凝胶态混合物，然后再加入镍源并使其分散在凝胶态混合物中，制得混合物料；S02、将混合物料置于反应釜中，然后将模板剂和扩孔剂以及去离子水进行预先混合后，再加入到混合物料中，并在搅拌混合后，将混合物料置于90～95℃环境下进行干燥处理0.5～1h，再将反应釜温度调整至120～145℃进行晶化处理12～20h，最后将反应体系温度升温至610～650℃进行焙烧处理5～7h，制得掺杂有镍的SAPO
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11载体；S03、将SAPO
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11载体、拟薄水铝石、田菁粉和乙酸溶液进行混合后，经研磨、搅拌、挤出成型和105～115℃干燥处理1～3h后，制成催化剂前驱体；S04、将催化剂前驱体置于氢气氛围和400～440℃的温度条件下，进行还原反应处理3.5～5h，然后再将体系温度降至120～140℃，继而导入磷化液进行浸泡处理，然后按2～4℃/min的升温速率将体系温度升温至220～240℃，在温度保持2.5～3h后，再将体系温度以2～4℃/min的升温速率升温至360～380℃，在温度保持2.5～3h后，将磷化液排出，同时输入常温惰性气体进行干燥和辅助降温，直至体系温度恢复常温后，制得催化剂。3.根据权利要求2所述的生物柴油加氢脱氧
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异构化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S01中，铝源、磷源、硅源、去离子水和镍源的添加摩尔比为1∶1～1.5∶0.2～0.6∶40～60∶0.4～0.8；步骤S02中，模板剂、扩孔剂和去离子水的添加摩尔比为2～5∶0.2～0.8∶5～10；其中，步骤S02中，反应釜内的组分铝源、磷源、硅源、去离子水、镍源、模板剂和扩孔剂的添加摩尔比为1∶1～1.5∶0.2～0.6∶45～70∶0.4～0.8∶2～5∶0.2～0.8；步骤S03中，SAPO
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11载体、拟薄水铝石、田菁粉的混合质量比为70～...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钦，李明时，张伟，张旭中，
申请(专利权)人：中科博格湖州环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：