[发明专利]一种无硫镍钼双金属加氢脱氧催化剂

说明书

本发明公开一种无硫镍钼双金属催化剂Ni‑Mo/TiO₂‑SiO₂及其催化脂肪酸甲酯加氢脱氧的方法。该催化剂具有催化活性高、抗积碳能力强、易与液体产物分离等优点。当催化剂、反应原料月桂酸甲酯、反应溶剂的质量比为0.1:1:20、反应温度为300℃、反应时间为4h，得到加氢脱氧产物正十二烷产品的质量收率高达92％、产品纯度质量百分数高达95％。

技术领域

本发明属于生物质能源催化领域，涉及一种无硫镍钼双金属催化剂Ni-Mo/TiO₂-SiO₂催化月桂酸甲酯加氢脱氧的方法。

背景技术

近年来，基于甘油三酯的生物质已被广泛应用于生产生物柴油，脂肪酸甲酯(FAME)是甘油三酯与甲醇通过酯交换反应生产的典型生物柴油。然而，由于FAME中大量的氧原子导致其存在高粘度、高浊点温度、热稳定性差等缺陷，还应进一步提质应用。目前最有效的提质手段之一就是FAME加氢脱氧，最早使用金属硫化物催化剂进行提质。这种传统的催化剂通常使用Mo作为活性成分，掺杂Ni和Co作为助剂，但反应过程中必须加入一定的硫化剂以确保其活性，这样会导致硫化物的进入或排泄到空气中。此外，贵金属(Pd、Pt、Rh、Ru)等在加氢脱氧、脱羧、脱羰等方面表现出优异的催化性能,但价格过高。近年来，过渡金属Ni基催化剂因其较高的催化活性、低廉的价格，在催化脂肪酸甲酯加氢脱氧生成碳氢燃料中受到关注。但Ni基催化剂催化脱氧大都沿脱羰或脱羧路径进行，最后得到的比反应原料少碳的碳氢燃料。同时，Ni具有很强的甲烷化能力和加氢裂解能力，在反应过程中会消耗大量的氢气，降低了生产过程的经济性。因此，如何能够有效抑制Ni基催化剂在催化脂肪酸甲酯脱氧过程中C＝C键的断裂，提高C＝O键的加氢裂解能力，是目前需解决的问题。

针对上述所存在的问题，本发明采用无硫镍钼双金属加氢脱氧催化剂Ni-Mo/TiO₂-SiO₂，以月桂酸甲酯为脂肪酸甲酯模型化合物，催化其加氢脱氧，得到性能更加优良的生物燃油产物正十二烷，产品质量收率达92％、产品纯度质量百分数达95％。所发明的无硫镍钼双金属加氢脱氧催化剂Ni-Mo/TiO₂-SiO₂具有催化活性高、重复利用性好、活性组分不易流失等优点。

发明内容

本发明的目的

本发明旨在提供一种无硫镍钼双金属催化剂催化月桂酸甲酯加氢脱氧的方法。

本发明的技术方案

1.一种无硫镍钼双金属加氢脱氧催化剂，其特征是：

(1)所述的无硫镍钼双金属加氢脱氧催化剂为Ni-Mo/TiO₂-SiO₂，载体为TiO₂-SiO₂，Ni为加氢脱氧活性位点，Ni与TiO₂-SiO₂质量比为0.10～0.20:1，Mo为助剂，Mo与TiO₂-SiO₂的质量比为0.01～0.05:1；

所述TiO₂-SiO₂载体中，Ti与Si摩尔比为0.5～1.5:1；

所述无硫镍钼双金属加氢脱氧催化剂为颗粒状多孔结构，孔径10～15nm，孔体积0.10～0.46cm³/g，比表面积120-181m²/g；

所述TiO₂-SiO₂载体比表面积比单一TiO₂载体比表面积大4～8倍；