[发明专利]一种负载有Ni3

说明书

本申请公开了一种负载有Ni₃N的多级孔分子筛的催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)对初始分子筛进行碱处理和铵离子交换处理，以得到多级孔分子筛；(2)将所述多级孔分子筛浸渍在镍源溶液中以得到催化剂前驱体，并将得到的催化剂前驱体进行煅烧处理，以得到负载有NiO的多级孔分子筛；(3)将负载有NiO的多级孔分子筛在氨气气氛中进行氮化处理，以得到所述催化剂。本申请还公开了所制备的负载有Ni₃N的多级孔分子筛催化剂及其在由正庚烷加氢异构化反应制备异庚烷中的应用。本申请所制备的催化剂可实现正庚烷较高的转化率以及异庚烷的高选择性。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体而言涉及负载有Ni₃N的多级孔分子筛催化剂、其制备方法以及应用。

背景技术

石油资源的合理、高效加工利用是我国当前能源结构与利用中的重要途径，目标在于获得充足的清洁燃料与基础化学品。长期以来，我国的石油资源加工方式的结构不均衡，重心在催化裂化(FCC)，造成石油工业上长期存在的两个突出不足：催化裂化在汽油池中比重过高，品质较低；烯烃、芳烃等化学品供应能力不足。以我国七大石化产业基地的建设为契机，燃料与化学品的加工路径发生了显著的变革。以加氢裂化为核心展开的加工链条，不但极大的提高了芳烃、烯烃的产品生产能力，同时也显著改变我国汽油池产品的组成，重整、异构化、烷基化组分成为高品质汽油的调和组分。

目前，烷烃临氢异构生产油品的成熟技术主要是C5/C6烷烃异构化，国外UOP、BP等公司都有成熟的技术和工艺；国内石科院等机构也已开发了相应的工艺过程和催化剂，国内外技术的主要特点都是基于贵金属/ 丝光沸石催化剂的固定床反应工艺。因此，C5/C6烷烃的研究工作从工业应用角度来看已经高度成熟；但需要指出的是，异构化过程在高品质燃料组分生产中仍有潜力可挖。

正庚烷是在油品加工或芳烃生产过程中副产的直链烷烃组分，主要存在于直馏汽油中(可达14％左右)、芳烃重整抽余油(50％以上)等组分中，其沸点处于汽油馏程当中、但其辛烷值为0；若能通过异构反应将其转化为高辛烷值汽油组分，则对于进一步优化石油资源加工方案、实现优质油品组分来源最大化具有积极意义。遗憾的是，传统C5/C6轻质烷烃异构化催化剂(贵金属/丝光沸石等)应用于C7烷烃异构化反应时，出现裂化副反应剧烈的问题，导致异构化产物收率大幅降低。至今C7烷烃临氢异构化反应及其催化剂研究都被国外石油加工与分子筛应用领域视为具有重大挑战性与显著应用价值。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种负载有Ni₃N的多级孔分子筛催化剂，将该催化剂应用在正庚烷加氢异构化反应中，可实现正庚烷较高的转化率以及异庚烷的高选择性。

一方面，本申请提供了一种负载有Ni₃N的多级孔分子筛催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)对初始分子筛进行碱处理和铵离子交换处理，以得到多级孔分子筛；

(2)将所述多级孔分子筛浸渍在镍源溶液中以得到催化剂前驱体，并将得到的催化剂前驱体进行煅烧处理，以得到负载有NiO的多级孔分子筛；

(3)将负载有NiO的多级孔分子筛在氨气气氛中进行氮化处理，以得到负载有Ni₃N的多级孔分子筛催化剂。

可选地，所述多级孔分子筛为氢型的多级孔分子筛。

可选地，所述步骤(1)中的碱处理包括：将初始分子筛用碱液处理、干燥、煅烧。

可选地，所述初始分子筛选自硅铝分子筛。

可选地，所述硅铝分子筛选自丝光沸石分子筛和ZSM-5分子筛中的至少一种。

可选地，所述碱液处理的温度为65～90℃，时间为0.5～1.5小时。