[发明专利]将高级酚转化为低级酚的催化剂及其制备方法和催化方法

说明书

将高级酚转化为低级酚的催化剂及其制备方法和催化方法，催化剂由活性组分、载体及助剂三部分组成，活性组分为三氧化二铬和氧化钾，载体为三氧化二铝和金属有机骨架材料的复合物，助剂为氟化钾；将三氧化二铬前驱物重铬酸钾加入到蒸馏水中溶解，而后加入助剂氟化钾浸渍载体，焙烧4h，即制得催化剂成品；将催化剂装填在固定床加氢反应器中，控制反应条件对低温和中温煤焦油中高级酚混合物进行催化反应；本发明的催化剂可将低温和中温煤焦油中高级酚转化为高值化的低级酚，转化率可达到92.0％。

技术领域

本发明属于低温和中低温煤焦油深加工领域，特别是一种将低温和中温煤焦油中高级酚转化为低级酚的催化剂及其制备方法和催化方法。

背景技术

煤热解是煤炭分质分级利用的关键途径，煤焦油是其中最重要的产物之一，按热解温度不同可分为高温(900～1000℃)、中温(700～900℃)和低温(500～700℃)三类。低温和中温煤焦油中酚类含量很高，约占20％～30％。因此，酚类的高值化利用是低温和中温煤焦油清洁、高值化利用中的关键问题之一。酚类按沸点可分为低级酚和高级酚，低级酚是指苯酚、甲酚和二甲酚，高级酚主要是指三甲酚、C2及以上烷基酚(如乙基酚、丙基酚、丁基酚等)、多元酚，萘酚等。高级酚在总酚中含量高于40％。低级酚是有机化学工业的基本原料之一，在合成纤维、工程塑料、医药、农药、增塑剂、抗氧化剂、燃料中间体及炸药等的生产中得到广泛应用，其价值远高于高级酚。

当前低温和中温煤焦油主要利用加氢技术进行利用，过程中大部分酚类被直接转化为环烷烃类，成为烃类燃料的组分，这种方案使酚类的价值大大降低，实际上造成了酚这种宝贵的、具有突出可利用特征的化合物的浪费。这种情况下，酚类的高值化的利用成为迫切的需求，低级酚可通过精馏或萃取获得分离利用，但高级酚高值转化、利用技术和相关研究仍缺乏。

发明内容

为了克服现有低温和中温煤焦油中高级酚利用技术的不足，本发明的目的在于提供将高级酚转化为低级酚的催化剂及其制备方法和催化方法，该催化剂在对低温和中温煤焦油中高级酚类物质直接加氢脱烷基并脱除多余的羟基，获得高价值的低级酚，从而实现高级酚类的高值化利用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

高级酚转化为低级酚的催化剂，由活性组分、载体及助剂三部分组成，活性组分为三氧化二铬Cr₂O₃和氧化钾K₂O，二者质量比1.6:1；所述活性组分含量为催化剂的15.0wt％-25.0wt％；载体为三氧化二铝γ-Al₂O₃和金属有机骨架材料UIO-66的复合物，以干基计算，所述载体含量为催化剂的69.0wt％-81.0wt％，其中载体中三氧化二铝的含量为载体的85.0wt％-90.0wt％；助剂为氟化钾，所述氟化钾含量为催化剂的4.0wt％-6.0wt％。

所述的三氧化二铝γ-Al₂O₃前驱体拟薄水铝石的比表面积280-350m²/g，孔容为0.70-0.90cm³/g，平均孔径为10-12nm。

所述的金属有机骨架材料UIO-66比表面积340-350m²/g，孔容为0.70-0.80cm³/g，平均孔径为0.6-0.8nm。

所述活性组分三氧化二铬(Cr₂O₃)和氧化钾(K₂O)的前驱物为重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)。

高级酚转化为低级酚的催化剂的制备方法，按照以下步骤进行：

S1、制备γ-Al₂O₃和UIO-66的复合载体：