[发明专利]适于生物质费托合成油生产航空煤油的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产航空煤油的加氢异构化催化剂，具体地指一种适于生物质费托合成油生产航空煤油的催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国原油净进口量持续快速增长，石油的消耗量也在不断增加，导致能源短缺日益严重。随着航空业的发展，对航空煤油的需求不断增加，有数据表明我国航空煤油的消费以每年13％左右的速率增长。目前，以煤、天然气和生物质为原料，经过费托合成反应及深加工得到高品质、超清洁的汽油、柴油和航空煤油等液态燃料以及其它高附加值的化学品引起了人们的极大兴趣。尤其是生物质原料，具有资源丰富、来源广泛、绿色可再生等特点，其转化为液体燃料可减少有害物质和温室气体排放，提高碳资源利用效率，且所得到的液体燃料无硫、无氮、无芳烃，可满足清洁燃料和日益严格的环境法规要求，符合清洁燃料的低碳政策，因而受到人们的高度重视。

费托合成油中具有高含量的正构烷烃，达90％以上，致使其冰点较高，低温流动性能较差，不能直接作为航空煤油使用。因此，生物质费托合成油生产航空煤油的关键是正构烷烃通过加氢异构转化为异构烷烃，而解决该问题的核心则是高活性、高选择性的长链烷烃加氢异构化催化剂的研发。

加氢异构化催化剂是一种将具有加氢-脱氢活性的金属载于酸性载体上所组成的双功能催化剂。活性组分为贵金属(Pt、Pd等)和非贵金属(Ni、Co、Mo、W等)两类，酸性载体则通常选用USY、MOR、SAPO系列及β分子筛。由于分子筛载体的酸性较强，会造成裂化反应加剧，从而导致异构化选择性较低，因此寻求具有弱酸性及适中孔道结构的载体成为制备加氢异构化催化剂的关键。

公开号为CN101722031A的中国发明专利申请介绍了一种长链正构烷烃择形异构化催化剂及其制备方法和应用，该催化剂使用EUO型分子筛，同时混合无机耐熔氧化物作为载体，采用浸渍的方法负载贵金属Pt、Pd，其特点在于采用稀土元素镧、铈等对EUO型分子筛进行改性，从而产生了更多的弱酸性中心。该催化剂用于润滑油馏分的加氢处理过程，目的产品收率高、倾点低、粘度指数好，但是该催化剂仅适于润滑油馏分、白油、石蜡等的加氢处理过程。

公开号为CN103059901A的中国发明专利申请提出了一种动植物油脂制备柴油组分或喷气燃料的方法，该方法采用两段反应器，第一段反应器得到C8～C24的正构烷烃，第二段反应器加氢异构化反应来生产喷气燃料，该催化剂为双功能催化剂，选用分子筛作为载体，如SAPO-11、SAPO-31、SAPO-41、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-48等，选用的金属组分为Pt、Pd、Rh、Ru、Ag等贵金属。该催化剂虽然具有较高的异构化选择性，一般在80％左右，但是喷气燃料的收率较低，在45％左右。

公开号为CN103013589A的中国发明专利申请公布了一种含生物质燃料的混合喷气燃料及其制备方法，以蒎烯为原料，以Ni/SiO₂、Pd/Al₂O₃或Pd/C为催化剂来合成生物质燃料，该过程转化率很高，得到的生物质燃料冰点很低，但是其密度偏高，不能单独用作喷气燃料使用，需与现有的喷气燃料混合，才能符合国家喷气燃料的标准。

为了解决上述问题，已有科研人员将Pt/ZSM-22、Pt/SAPO-11催化剂用于航空煤油生产过程的报导，但由于载体的酸性依然较强且孔道较小，导致航空煤油的选择性较低。而费托合成油品中长链正构烷烃含量远高于传统石化油品，其正构烷烃达到90％以上，如果催化剂酸性过高，将会使裂解反应过于强烈，生成更多的小分子，这样降低了航空煤油的选择性，同时产物的异构化程度也较低。

因此，要得到高收率的航空煤油，科研人员亟需寻找一种高活性、高选择性的加氢异构化催化剂，将长链的生物质费托合成油经过加氢异构化处理，提高航空煤油成分的异构化程度，降低成品航空煤油的冰点，使其达到国家航空喷气燃料的标准，从而替代现有的石化航空燃料。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种高活性、高选择性、高收率的适于生物质费托合成油生产航空煤油的催化剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所设计适于生物质费托合成油生产航空煤油的催化剂，其中各组份的重量百分比为：无定形硅铝20～50％，氧化铝粘结剂5～20％，水热改性ZSM-22分子筛20～60％，田腈粉0.5～1.0％，氧化镍0.5～5％，氧化钼5～15％。