[发明专利]一种本体型加氢脱氧催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种本体型加氢脱氧催化剂及其制备方法，这种具有优异活性和水稳定性的用于制备生物柴油的加氢脱氧催化剂，包括氧化镍NiO和氧化铌Nb₂O₅，所述氧化镍和氧化铌的摩尔比例为(6‑9)：(1‑2)，以及一种一步制备本体型加氢脱氧催化剂的制备方法。该催化剂极大的提高了催化反应的转化率和选择性，同时制备过程简单、原料经济性好，便于应用推广。

技术领域

本发明涉及一种本体型加氢脱氧催化剂及其制备方法，应用于动植物油加氢脱氧制备生物柴油领域。

背景技术

随着经济的快速发展,石油需求量急剧增加，石油资源变的相对缺乏,同时石化能源的过度使用造成大气环境日益恶化，三者之间的矛盾日渐突出。目前,各国都在积极致力于开发用煤制油、生物油等多种新型石油替代能源来缓解石油短缺的状况，生物柴油作为一种替代传统石化柴油的液体燃料近年来已经投入使用。然而,这些新型可替代能源的初级产品含氧量很高，个别高达50wt.％，大量含氧化合物的存在，使得这些初级产品存在如燃烧热值低、稳定性差和腐蚀性较强等缺陷，严重阻碍了其作为车用燃料进行直接使用。

为了解决污染问题,需进一步对其进行催化加氢脱氧精制处理，目前研究较多的脱氧催化剂主要采用：负载型过渡金属硫化型催化剂、负载型贵金属催化剂以及负载型过渡金属还原态催化剂。其中酸性载体负载的过渡金属还原态催化剂以其优异的催化活性、无潜在环境污染、制备成本低等特点，已成为油脂加氢脱氧催化剂的研究热点。然而在反应过程中，作为底物或产物的水会毒化酸性载体表面酸性位从而导致催化剂失活。

动植物油的主要成分是三脂肪酸甘油酯，动植物油加氢脱氧制备出的生物柴油可以与石油柴油以任何比例调和，无硫，无芳烃，不含氧，NO_x排放少，环境友好，储存稳定性好，可以作为高十六烷值柴油添加组分使用。因此动植物油加氢脱氧制备生物柴油技术作为一种新型可再生补充与替代燃料受到人们的青睐。目前，动植物油加氢脱氧反应主要采用硫化态CoMo/Al₂O₃或NiMo/Al₂O₃催化剂，这类催化剂具有较高的加氢脱硫和加氢脱氧活性，同时还具有较高的加氢脱氧初活性，但缺点是催化剂稳定性差，容易失活并且制备和提纯难度高，现有的方案在实际应用中原料转化率较低，反应产物副产物多。

发明内容

为解决现有技术催化剂存在的转化率低，反应产物复杂，产品提纯困难的问题，本发明提供一种具有优异活性和稳定性的耐水酸性用于制备生物柴油的加氢脱氧催化剂。本发明提供一种本体型加氢脱氧催化剂，包括氧化镍NiO和氧化铌Nb₂O₅，所述氧化镍和氧化铌摩尔比例为(6-9)：(1-2)。

进一步的，还包括无定形态的复合镍铌氧化物Ni_xNb_yO_z，所述复合镍铌氧化物和氧化铌的摩尔比例为(0.05-0.1)：(1-2)，所述X、Y和Z为任一数值。所述Ni_xNb_yO_z是一种复杂的双金属复合氧化物，其构成可以是多种Ni_xNb_yO_z(X、Y数值可变)双金属复合氧化物组成的混合物，也可能是Ni_xNb_yO_z(X、Y数值确定)的化合物。

进一步的，所述氧化铌为无定形态氧化铌。

进一步的，采用可溶性镍盐和可溶性铌盐混合、干燥和焙烧的步骤制备。

本发明还提供一种本体型加氢脱氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)可溶性镍盐和可溶性铌盐分别溶于水，再相互混合，搅拌均匀；

2)将镍盐和铌盐的混合溶液加热至60-100℃，搅拌至干燥；