[发明专利]一种碳三馏分选择加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于一种碳三馏分选择加氢催化剂及其制备方法和应用，具体地说涉及一种利用微乳液法制备用于裂解产物碳三馏分中丙炔和丙二烯选择加氢生成丙烯的负载型选择加氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

石油烃经过裂解分离后，含有丙烯，丙烷，及少量的丙炔和丙二烯(简称MAPD)，丙炔和丙二烯在碳三馏分中约为1％～5％(体积含量)。由于杂质MAPD会降低聚丙烯催化剂的活性，影响聚合产品的质量，因此需要将MAPD的含量脱除到一定水平。目前工业上广泛使用的脱炔方法为催化选择加氢法。

专利CN 100512955C公布了一种炔烃及二烯烃选择加氢催化剂及其制备方法，通过氧化铝涂层涂敷于惰性载体外表面，催化剂主活性组分和助活性组分仅分布在催化剂表面的氧化铝涂层上，提高了催化剂活性组分的加氢效率。但催化剂的活性和选择性仍然不令人满意。

专利CN 101875009A公布了一种用于碳三馏分中丙烯和丙二烯选择加氢制备丙烯的催化剂及其制备方法，催化剂活性组分前体通过浸渍等方法负载在载体上，通过电离辐射处理，金属活性组分被直接还原，可直接投入生产，不需要使用氢气还原。但催化剂的活性和选择性仍然不令人满意。

由于纳米粒子表现出量子尺寸效应、体积效应、表面与界面效应、量子尺寸隧道效应等特性，使纳米粒子催化剂表现出优良的特性。制备纳米粒子的方法主要包括蒸气冷凝法、机械化学法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法、辐照法、微乳液法等。其中微乳液法作为一种制备纳米粒子的有效方法，通过表面活性剂和助表面活性剂组成的界面膜包裹形成微乳液的液滴，通过调整水相和表面活性剂的用量，可以控制纳米粒子的粒径。微乳液法具有实验条件温和，设备简单，粒径可控等优点。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种用于裂解产物碳三馏分中丙炔和丙二烯选择加氢生成丙烯的负载型选择加氢催化剂及其制备方法和应用，该方法制得的催化剂具有较高的活性和较好的选择性。

本发明目的之一是提供一种碳三馏分选择加氢催化剂，该催化剂用于裂解产物碳三馏分中丙炔和丙二烯选择加氢生成丙烯的反应，包括载体和负载于载体上的活性组分，所述催化剂的活性组分是利用微乳液法制备而得。

所述载体为Al₂O₃、SiO₂、ZnO、TiO₂、V₂O₅、SnO₂中的一种或两种及两种以上的混合物。优选载体形状为粒状、球形、齿形、环形、齿球形、片形、条形或三叶草等条形。

所述活性组分包括主活性组分和/或助活性组分；

所述主活性组分为单质钯，钯含量为所述载体总重的0.01wt％～2.0wt％，优选为载体总重量的0.05wt％～0.5wt％；

所述助活性组分为La、Ag、Au、Bi、Cu、Sn、Cs、Ge、碱金属中的一种或两种以上，含量为所述载体总重的0.0wt％～10.0wt％，优选为载体总重量的0.0wt％～5.0wt％。

所述主活性组分的颗粒粒径小于10nm；

本发明的所述催化剂中活性组分是采用微乳液法制备而得，并负载于载体上，包括以下步骤：

(1)制备微乳液：在恒温水浴中，由非离子表面活性剂、催化剂活性组分的盐溶液组成的水相、助表面活性剂、油相按比例混合，搅拌制备稳定的W/O型微乳液体系，各组分的质量比为非离子表面活性剂∶助表面活性剂∶油相∶盐溶液＝1∶x∶y∶z，其中x为0.1～5，y为0.1～10，z为0.1～4；

(2)还原：将还原剂加入到步骤(1)制得的微乳液中，还原剂与盐的摩尔比为(1～10)∶1；

(3)负载：将步骤(2)还原充分得到的催化剂活性组分负载到载体上；

(4)将步骤(3)制得的微乳液干燥、焙烧得到本发明的碳三馏分选择加氢催化剂。

其中所述的非离子表面活性剂为TX-100、Tween85、Tween80、Tween60、Tween20、Span80、Span40、NP-10、NP-4、OP-10中的至少一种；所述的助表面活性剂为C₃～C₈的醇类，更优选自正丙醇，异丁醇，正戊醇，异辛醇中的一种；所述的油相选自C₆～C₁₂的直链烷烃、环状烷烃、支链烷烃中的至少一种，更优选自环己烷、正己烷、异辛烷；所述的盐溶液选自所述的硝酸盐、硫酸盐、氯化物、醋酸盐中的一种。