[发明专利]一种用于水相重整山梨醇合成C5和C6烷烃的负载型铂催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种用于水相重整山梨醇合成C₅和C₆烷烃的负载型铂催化剂及其制备方法。

技术背景

随着石化资源的枯竭，人类将面临有限资源的严峻挑战。我国是油气资源相对贫乏的国家，近年来国际油价的不断上涨对我国经济产生了重要影响，也给我国的能源安全与国家安全带来了相当大的压力。生物质是可再生能源中唯一可以转化为液体燃料的碳资源，通过开发低成本的生物质制备C₅、C₆技术，以废弃的生物质资源合成高品质的化学品，对于实现我国能源结构多元化、增强能源安全具有重要的意义。

水相重整(Aqueous-Phase Reforming)是催化木质纤维素水解液主要成分——葡萄糖制备液体烷烃的新型工艺，其主要产物正己烷、正戊烷均为重要的化工溶剂，广泛用作各种油脂及植物中精油、聚丙烯的萃取溶剂、颜料的稀释剂、精密仪器的洗涤剂，亦可以高比例地加入到车用汽油中，比传统的乙醇汽油能效更高，适用于任何普通汽车或乙醇汽油汽车，并且不需要为此更改汽车发动机的设计和制造专门的汽油调和设备。该工艺具有两大潜在的优势：1.热效率高。反应均在液相中进行，避免了原料的气化；反应产物烷烃可以与水相自动分离，避免了蒸馏等耗能过程，据估计，该过程的热效率大约是碳水化合物发酵制乙醇的2倍。2.产物分离较为容易。传统工艺中的正戊烷、正己烷均来自于石油的裂解，因而产物众多，分离较为困难，成本较高。但采用水相重整法，产物成分简单，分离容易。

目前有文献报道水相重整反应山梨醇(George W.Huber，Randy D.Cortright，and James A.Dumesic，Renewable Alkanes by Aqueous-Phase Reforming of Biomass-Derived Oxygenates.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，1549-1551.)，但文献中报道的催化剂为Pt/Al₂O₃，贵金属Pt的含量最高达4％(wt)，且采用昂贵的化合物浸渍制备，造成催化剂的成本偏高，且空速较低，仅为1∶300，以致于反应效率低下，不具备商用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高的转化率和C₅₊选择性的用于水相重整山梨醇合成C₅和C₆烷烃的负载型铂催化剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取了以下的技术方案：

本发明负载型铂催化剂，其活性组分为Pt；载体为MCM-41或MCM-22或HZSM-5分子筛；Pt的负载量为载体质量的0.5-2％。

所述载体的粒径为20-100目。

本发明负载型铂催化剂的制备方法，采用竞争浸渍法将活性组分负载于载体上，其步骤为：

1)筛取颗粒状20-100目的MCM-41或MCM-22或HZSM-5分子筛作为催化剂载体，于100-120℃下干燥8-10小时；

2)将1)步骤所干燥的分子筛用饱和的柠檬酸或草酸或乳酸浸泡2小时后，干燥。

3)根据活性成分Pt与催化剂载体的质量比为0.5-2％，计算所需的氯铂酸量，将氯铂酸浸渍到步骤2)干燥后的载体上，干燥、焙烧；

4)将步骤3)制得的产物进行还原，得到负载型铂催化剂。

所述步骤3)中，干燥温度为100-120℃，干燥时间为8-10小时；焙烧温度为450-550℃，焙烧的时间3-5小时。

所述步骤4)中的还原的条件为用氢气在400-550℃，还原时间6-8小时。

本发明提供的上述负载型铂催化剂可应用于山梨醇水相重整制备重烷烃反应中，反应产物为C₅-C₆烷烃。

本发明负载型铂催化剂适用于山梨醇水相重整制备重烷烃反应，具有较高的活性、目标产物选择性和较长的催化剂使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例1反应装置装置示意图

附图标记说明：1.稳压阀2.氢气入口3.电磁流量计4.浆态床5.调节阀6.湿式流量计7.尾气出口

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容做进一步说明，但并不限制其实施范围。

实施例1