[发明专利]一种生物质焦油催化改性催化剂的制备方法以及应用

说明书

本发明公开了一种生物质焦油催化改性催化剂及其制备方法；属于生物质焦油催化裂解的技术领域.本发明要解决生物质焦油催化改性催化剂存在使用寿命短和再生性能性能差的技术问题。本发明的催化剂是以HZSM‑5与MCM‑41的机械混合物或者γ‑Al₂O₃与MCM‑41的机械混合物为载体，负载活性金属Ni‑Co。本发明方法：一、将载体用去离子水浸泡至少2小时，然后用去离子水清洗至洗涤液澄清，烘干；二、按载体吸水率将经步骤一处理的载体加入活性金属硝酸盐溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮，室温下浸渍吸附，烘干；三、然后煅烧。本发明催化剂的催化效果好，使用寿命长和再生性能性能好。

技术领域

本发明属于生物质焦油催化裂解的技术领域；具体涉及一种生物质焦油催化改性催化剂的制备方法以及一种生物质焦油催化改性催化剂的应用。

背景技术

生物油是生物质资源的重要利用形式之一，因为便于运输、利于储藏和能量密度高等特点，具有很好的开发潜力。但是其本身含氧量高、粘度大和稳定性差等特性则影响了其进一步利用。生物油的主要物理特性：水分含量较高(平均可达到40％)，pH值较低，黏度变化范围较大，并且油品中因含氧量很高而极不稳定。目前改性处理是提高生物油品质较为有效的方式之一，加氢脱氧也成为生物油改性的主要目标。

生物质焦油的成分较复杂，其所含物质较多，可以检测出的物质达到二百余种，直接对催化改性前后生物质焦油的成分进行对比分析较难，因此将催化改性前后生物质焦油的主要成分进行分类比较，其又可以划分为良性组分和恶性组分两大类，良性组分包括：酚类、呋喃类和糖类，酚类、呋喃类和糖类的附加值较高，且酚类和糖类的化学性质较稳定，恶性组分包括：酸类、酮类、酸酐类、醛类和酯类，酸类和酸酐类的腐蚀性较强，且酸类的化学性质不稳定，酮类、醛类和酯类的含氧量较高、化学性质不稳定。

现有负载型催化剂颗粒粒径较大，易堵塞催化剂自身的孔道，导致催化剂的比表面积、微孔比表面积、总孔体积和微孔体积均有所降低，而部分硝酸镍和硝酸钴的分解较充分，分解所得的一些小分子物质也会堵塞催化剂的孔道，同时另一些小分子物质进入到较大的孔隙中，将较大的孔隙分割成为更多较小的孔隙，导致催化剂的比表面积、微孔比表面积、总孔体积和微孔体积的变化均较为复杂；导致催化生物质焦油裂解存在使用寿命短和再生性能性能差。

另外，目前生物质焦油催化裂解存在稳定的酚类物质产率低技术问题。

发明内容

本发明要解决生物质焦油催化改性催化剂存在催化生物质焦油转化率低，催化剂积碳率高、稳定性差，使用寿命短和再生性能差的技术问题；而提供了一种生物质焦油催化改性催化剂的制备方法。

本发明的一种生物质焦油催化改性催化剂的制备方法，所述催化剂是以HZSM-5与MCM-41的机械混合物或者γ-Al₂O₃与MCM-41的机械混合物为载体，负载活性金属Ni-Co；所述的方法是按下述步骤进行的：

步骤一、将载体用去离子水浸泡至少2小时，然后用去离子水清洗至洗涤液澄清，在105℃的条件下烘干至少12h；

步骤二、按载体吸水率将经步骤一处理的载体加入活性金属硝酸盐溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮，室温下浸渍吸附至少12小时，在75℃的条件下烘干至恒重；

步骤三、然后在空气气氛、550℃下恒温焙烧3h，得到生物质焦油催化改性催化剂；

其中，所述HZSM-5与MCM-41的质量比为1：1，所述γ-Al₂O₃与MCM-41的质量比为1：1。

步骤二中硝酸镍的浓度0.34mol/L，硝酸钴的浓度0.34mol/L。

步骤二所述聚乙烯吡咯烷酮加入量2mg。