[发明专利]一种不饱和烃加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种不饱和烃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技术制备以钯为主活性组分的负载型选择加氢纳米催化剂及其制备方法，该催化剂用于C₄-C₅不饱和烃加氢生成烷烃的反应。

背景技术

石脑油蒸汽裂解法制备乙烯过程中，碳四烃的产率可达乙烯产量的20％-25％。而碳四烃中除抽提丁二烯和部分丁烯以外，其余主要是作为燃料使用，化工利用率较低。碳五馏分除分离双烯烃以外，其他部分化工利用率更低。因此充分利用碳四、碳五资源，对混合碳四、碳五馏分或者是抽提双烯烃和部分单烯烃后的剩余碳四、碳五部分进行加氢处理，将不饱和碳四、碳五烃转化为饱和碳四、碳五烃，可以作为新的裂解原料来源。

烯烃加氢催化剂目前应用的主要有负载型钯或铂系贵金属催化剂和负载型镍系或钴-钼系非贵金属催化剂两大类，通常采用活性金属盐或有机金属化合物的溶液浸渍载体，然后通过干燥、焙烧，将催化活性金属负载于多孔载体之上。

中国专利CN1229312C公开了一种负载在氧化铝上、以贵金属钯或铂为主活性组分并加金属助剂的催化剂，适用于各种组成的碳四、碳五馏分加氢。具有液空速高、能够抵御硫和砷毒害、寿命长等特点，在反应入口温度20-60℃、压力2-5MPa、液空速1-30h^-1条件下，产物中碳四烷烃含量大于99(wt)％，可以作为优质的裂解原料和车用燃料使用。但催化剂活性组分的负载量高，催化剂的活性和选择性仍不令人满意。

BASF公司开发了一种以钯为活性组分、氧化铝为载体的碳四全加氢催化剂，商业牌号为HO-40。HO-40的操作条件为：反应入口温度20-150℃，反应压力1-5MPa，液空速5-15h^-1，循环进料率5-25，加氢后产品中丁烯含量小于1(wt)％。但催化剂活性组分的负载量高，催化剂的活性和选择性仍不令人满意。

微乳液技术是20世纪80年代发展起来的一种制备纳米粒子的有效方法，微乳液体系中分散相通常为热力学稳定体系。根据体系中油水比例及其微观结构，可以将微乳液分为正相(O/W)微乳液、反相(W/O)微乳液两种以及中间态的双连续相微乳液(W/O/W)(O/W/O)等类型。一般制备纳米粒子的为(W/O)微乳液。通过表面活性剂和助表面活性剂形成的混合膜，在油相中形成微小的“水池”，以此作为制备纳米粒子的反应器。通过调节微乳液体系水相和表面活性剂的比例控制水核的大小。

加氢催化剂通常是以贵金属作为催化剂的活性组分，采用不同的助活性组分和不同的载体通过浸渍等常规方法制备而成。纳米粒子催化剂由于活性组分粒径小，比表面积大，因而具有催化活性高的优点。本发明是将微乳液技术和常规的催化剂制备技术相结合，进一步提高催化剂的活性及其选择性，并可以降低金属活性组分的负载量，节约成本。

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不饱和烃加氢催化剂及其制备方法和应用，该催化剂用于不饱和烃加氢生成烷烃。该方法制得的催化剂在主活性组分含量较低的情况下，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不饱和烃加氢催化剂，该催化剂用于不饱和烃加氢生成烷烃的反应，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、SiC、高岭土中的至少一种，优选Al₂O₃、SiO₂、ZnO、TiO₂中的一种；所述载体的比表面积为1～200m²/g，平均孔径为5～300nm，孔容为0.2～1.0ml/g，其外观形状为齿球形、粒状、球形、齿形、环形、片状、条状、三叶草或四叶草，也可以使用其它异形条状。

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％～1.0wt％，优选为载体总重量的0.05wt％～0.5wt％，更优选为载体总重量的0.1wt％～0.3wt％。