[发明专利]钯基双金属选择性加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及选择性加氢催化剂及其制备方法，并涉及一种使用这些催化剂进行选择性加氢的方法；特别是一种双金属丁二烯选择性加氢催化剂及其制备方法，和进行选择性加氢的方法。

背景技术

石油加工装置在生产过程中会产生大量的C₄烃，该C₄烃主要由异丁烯、1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、正丁烷、异丁烷等组成，是十分有用的化工原料，可用来制造多种化工产品。目前国内这种C₄烃绝大部分被用作燃料烧掉，而未被合理利用。随着城市煤气和天然气作为民用燃料的快速普及，越来越多的C₄烃将被用作化工原料，由此可见，合理利用C₄烃资源，具有十分重要的经济意义和社会意义。就催化裂化过程而言，产物中C₄烃量可占到原料的10％左右，施行炼油-化工一体化，进行资源综合利用，可有效提高经济效益，前景十分可观。

上述C₄烃中还含有少量二烯烃，一般为0.2％-2.0％(v)。科学试验和工业实践表明，二烯烃的存在副面影响C₄烃的某些深加工过程和深加工产品，例如，在烷基化反应中，丁二烯可生成重质叠合物，它是一种相对分子质量很高的粘稠重质油，能使烷基化油的干点升高，辛烷值下降，同时酸耗增加；作为生产LLDPE(线性低密度聚乙烯)的共聚单体之一，1-丁烯的需求量最近几年有较大幅度增长，然而丁二烯的存在却使得1-丁烯达不到共聚单体的质量要求；C₄抽余液经醚化后的物料中含有的少量丁二烯易在醚化树脂上聚合形成胶质，堵塞催化剂孔道，降低催化剂寿命。因此，这部分丁二烯在烯烃后加工过程中是有害杂质，需及时脱除。

工业上主要采取萃取精馏或选择加氢的方法脱除C₄馏分中的丁二烯。近年来，多种因素导致了抽提装置二萃部分能耗上升，物料损失增大，造成过程经济效益较差。选择加氢技术经过不断改善，已经具备了萃取精馏技术无法比拟的优势，不仅可以将丁二烯脱除，使气体烯烃的纯度达到进一步加工利用的要求，同时可以增加单烯烃的产量，是目前最经济和最被普遍接受的方法，理所当然地成为脱除丁二烯的首选。

通常使用的这种选择加氢催化剂含有贵金属作为活性组分，金属钯(简称Pd)以其良好的催化加氢活性和选择性，被公认为是最出色的炔键和双烯键选择加氢催化剂活性组分，所以目前工业应用的各种丁二烯选择加氢催化剂的主要活性组分均为Pd，少数也用Pt和Ni。但是，传统的选择性加氢催化剂活性组分采用单金属钯，而以单金属钯作活性组分的催化剂在C₄馏分的选择加氢过程中会产生一些问题。如由于炔烃和双烯烃与金属Pd的结合，导致Pd从催化剂载体上溶解出来，造成Pd流失，致使催化剂寿命缩短。另外单金属Pd催化剂加氢活性不高，选择性也不佳，直接影响了丁二烯的催化效率，使得丁二烯的损失量较大，成本也较高。

通常使用的这种选择加氢催化剂将贵金属沉积在催化剂载体上，催化剂载体不仅起到了负载和分散贵金属、提高贵金属催化效率、降低催化剂成本的作用，而且常常与催化剂活性组分共同对催化反应发生作用，因此载体的选择十分重要。载体通常是多孔无机氧化物，例如三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中催化剂活性和选择性不高、催化效率低的不足，提供一种催化剂和其制备方法，其载体和助催化组分配合使用，使得催化剂的活性和选择性高、稳定性好、使用寿命长、催化效率大大提高。

为此，本发明提供了一种钯基双金属选择性加氢催化剂，其中，该催化剂以活性氧化锌为载体，以催化剂的总质量为基准，以质量含量计，包含以下组分：活性组分为钯金属，其含量为0.03％-0.3％；助催化剂组分为铬金属、银金属、镍金属、铯金属或铅金属中的一种，其含量为0.4％-1.2％。

本发明还提供了一种催化剂的制备方法，其中，包括如下步骤：

步骤1、取干燥后的活性氧化锌载体，放入高温炉中在400-600℃下进行焙烧，升温速度200℃/小时，到预先设定的温度后保持3-4小时，然后自然降至室温，取出；

步骤2、将钯金属含量为0.08％-0.1％的氯化钯溶液、铬金属含量为0.7％-0.9％的三氧化铬溶液和步骤1焙烧后的活性氧化锌载体共浸；

步骤3、将步骤2中的共浸液经干燥、焙烧和预还原后，制得催化剂。