[发明专利]一种生物油脂加氢脱氧催化剂及制备和应用

说明书

本发明公开了一种生物油脂催化加氢脱氧制备烷烃的催化剂及应用，属于生物能源新技术领域。包括：(1)将γ‑Al₂O₃浸渍于含Ni的可溶性金属盐溶液中，然后干燥、焙烧使Al₂O₃表面生成镍铝尖晶石结构；(2)将表面含镍铝尖晶石结构的Al₂O₃作为载体浸渍于稀土元素的可溶性金属盐溶液中，然后干燥、焙烧；(3)浸渍Ni、Mo或/和W的可溶性金属盐，经过干燥、焙烧后得到负载型金属催化剂。所述催化剂在滴流床反应器上以生物油脂为原料进行加氢脱氧反应，转化率可达100％，油品收率可达82％。本发明的催化剂，表面性质稳定。另外，该催化剂可以替代传统加氢脱氧反应的硫化态催化剂，避免了硫化物对环境造成危害，适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于生物能源新技术领域，具体涉及到一种催化生物油脂加氢脱氧制备直链烷烃的非硫化态催化剂及应用。

背景技术

随着不可再生资源的日益消耗，化石能源价格不断增长以及环保要求的日趋严格，能源短缺与节能减排制约了经济的发展，人们开始寻找和开发绿色环保能源。

生物油脂作为一种储量丰富且可再生的资源，是具有潜在可利用的新型能源。生物油脂主要成分为高级脂肪酸酯，相对分子量较大，含氧量高(一般高达35％～60％)，因此必须对其进行加氢脱氧精制来降低含氧量以提高其品质才可以作为车用燃料和航空煤油。

中国专利CN 101709225 A公开了以葵花籽油为原料，采用2％Pd/BaSO₄催化剂，在270℃，3.0MPa，反应釜中反应7h，葵花籽油转化率可达100％，产物为长链烷烃，但是贵金属价格昂贵、储量有限，因此大规模工业化应用受到限制。中国专利CN103721741A公开了用于蓖麻油加氢脱氧制取生物柴油的催化剂以及使用方法。在高压固定床反应器中，蓖麻油经过加氢脱氧反应可以得到生物柴油，然而采用金属磷化物作为催化剂，其制备复杂，并用在水存在下催化剂容易失活。中国专利CN 101270300 A公开了采用F或P改性的硫化态的Ni-Mo/TiO₂-Al₂O₃作为生物柴油加氢脱氧催化剂，该催化剂显示出良好的加氢脱氧性能，但是在反应过程会发生硫的流失，需要不断补充硫试剂来维持催化剂的较高的稳定性；另外，由于加氢脱氧产物含硫，还需对其后续进行脱硫处理，增加生产成本。可见开发非硫化态加氢脱氧催化剂势在必行，不仅可以消除硫化和后续脱硫处理工序，还可以避免了硫化物对环境造成危害。

然而，现有的非硫化态油脂加氢脱氧催化剂，大多是以氧化铝为载体，由于反应温度高，加氢脱氧过程中有大量的水生成，导致催化剂稳定性变差，不适合大规模工业化生产，因此，开发高活性、高稳定性的新型非硫化态油脂加氢脱氧催化剂，具有重要的现实意义和工业应用价值。

发明内容

本发明提供一种负载型非硫化态生物油脂加氢脱氧催化剂，替代金属硫化物催化剂，不仅降低了生产成本，还具有优良的加氢脱氧性能，并且在反应过程中显示出较高的稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种生物油脂催化加氢脱氧制备烷烃的催化剂及应用，包括以下步骤：(1)将γ-Al₂O₃浸渍于含Ni的可溶性金属盐溶液中，然后干燥、焙烧后使Al₂O₃表面生成镍铝尖晶石结构；(2)将表面含镍铝尖晶石结构的Al₂O₃作为载体浸渍于稀土元素的可溶性金属盐溶液中，然后干燥、焙烧；(3)浸渍Ni、Mo或/和W的可溶性金属盐，经过干燥、焙烧后得到负载型生物油脂加氢脱氧催化剂。

所述催化剂的制备方法如下：