[发明专利]用于废塑料加氢裂解的双功能耦合催化剂及其制备方法

说明书

一种用于废塑料加氢裂解的双功能耦合催化剂及其制备方法，是通过酸性载体WO₃‑ZrO₂的制备和金属组分的负载得到的，该催化剂中WO₃的含量为5‑30％，金属组分为Pd、Rh、Ir、Ni、Fe、Co、Cu中的一种或二种以上，负载量为0.01‑30％。本发明的双功能耦合催化剂制备方法简单，具有较高的催化活性，在温和条件下就可以实现废塑料的全部转化。本发明的催化剂利用酸性载体和金属的协同作用实现了裂化功能和加氢/脱氢功能的有效耦合，促进了废塑料高效加氢裂解转化为石脑油和燃料油。

技术领域

本发明涉及石油化工领域的催化技术，具体涉及用于废塑料加氢裂解的催化剂及其制备方法。

背景技术

塑料制品由于其来源丰富、可加工性能好、价格低廉等优势被广泛应用于诸多国民经济重要领域，然而，塑料的大规模生产和使用不可避免地产生了大量的废弃塑料，进而给生态环境造成了巨大的压力，人类的生命健康也受到威胁。塑料污染已成为全球可持续发展的挑战，治理塑料污染已成为社会的普遍共识。

废塑料作为新的资源加以合理有效利用具有重要意义。随着人们环保意识的增强，废塑料回收利用量越来越多。废塑料的回收利用方法主要包括物理法和化学法。物理回收法主要对废塑料进行机械回收，利用物理方式对其进行成型再加工，得到的产品通常降级使用，利用率不高。化学回收法则是在催化剂作用下将废塑料转化为小分子的烃类，可以用作燃料油或有用的化学品等。因此，化学回收法不仅可以有效解决废塑料给环境带来的压力，还可以得到急需的燃料等资源。废塑料加氢裂解可以生产石脑油，它是一种重要的化工原料，此外，加氢裂解是将废塑料转化为高质量液体燃料最有效的方法之一，C-C键的裂解是在氢气条件下进行的，该条件同时可以氢化不饱和分子，提供高饱和的液体产品，可以直接用作运输燃料，或者进行蒸汽裂解制备得到烯烃、芳烃等化学品。催化剂的存在可以促进反应的进行，提高目的产物的选择性。研究人员对于废塑料加氢裂解催化剂也进行了广泛的研究。

中国专利申请公开第CN106164223A号公开了混合废塑料转化成有价值的石油化学品的方法，废塑料的热解转化为气体流和液体流，液体流和加氢裂化器进料一起加入的加氢裂解单元进一步转化为气体流和液体流，其中，加氢裂化的催化剂包括市售的催化剂(在氧化铝上的Co-Mo/Ni-Mo)或商业上使用的而其他加氢裂化催化剂。目前已报道的用于废塑料加氢裂解的催化剂均为贵金属催化剂，金属负载量高，催化剂成本较大，此外，废塑料加氢裂解得到的液体产物的收率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于废塑料加氢裂解的催化剂，该催化剂的催化性能好，在反应条件温和的条件下加氢裂解废塑料。

本发明的目的是提供一种用于废塑料加氢裂解的催化剂，该催化剂用途为废塑料加氢裂解，废塑料转化率和石脑油及燃料油的收率高，得到的石脑油可以继续进行蒸汽裂解制备烯烃、芳烃。

本发明的另一个目的是一种用于废塑料加氢裂解的催化剂的制备方法，制备工艺简单、操作方便。

一种用于废塑料加氢裂解的催化剂，包括：WO₃-ZrO₂载体以及金属组分，其中 WO₃分散在ZrO₂表面，没有团聚形成WO₃晶体，形成较强的相互作用与大量的酸性位点。此外，还包括金属组分Pd、Rh、Ir、Ni、Fe、Co、Cu中的一种或二种以上的混合，其与WO₃-ZrO₂具有强相互作用，从而可以共同发挥催化作用。

该催化剂可以将废塑料(譬如聚丙烯塑料、聚乙烯塑料等)进行催化加氢裂解，制备石脑油和燃料油，提高了废塑料加氢裂解的转化率，以及石脑油和燃料油的收率。

上述用于废塑料加氢裂解的催化剂的制备方法，将金属组分通过浸渍法负载在WO₃-ZrO₂载体。

该制备工艺简单、操作方便。