[发明专利]一种采用担载Pd的HGaZSM-12沸石基双功能催化剂制取多支链异十六烷的方法

说明书

一种采用担载Pd的HGaZSM‑12沸石基双功能催化剂制取多支链异十六烷的方法，本发明要解决现有沸石基双功能催化剂的酸强度过高、异构烷烃产物中多支链异构体含量较低等问题。制取方法：将双功能催化剂装填到固定床反应器的恒温区，用氢气活化后用进料泵将正十六烷连续注入固定床反应器中，控制反应温度为260～340℃，反应压力为1.0～4.0MPa，得到以多支链异十六烷为主的异构烷烃。本发明所使用的催化剂是在介孔γ‑Al₂O₃上担载金属Pd再与纳米HGaZSM‑12分子筛混合而成，该催化剂抑制了长碳链正构烷烃加氢异构化反应过程中的裂化副反应，提高了异构化选择性及异构烷烃中多支链异构体的比例。

技术领域

本发明涉及一种采用双功能催化剂通过正构烷烃加氢异构化反应制取多支链异构烷烃的方法。

背景技术

随着现代工业的快速发展，化石能源的消耗量日益增大，对环保的要求也不断提高，绿色、安全、可再生的生物质能源的研究显得尤为重要。生物质可转化形成固态、液态和气态燃料及其他化工原料或产品，具有替代化石能源的应用潜力。因此，生物质能的开发利用已成为应对能源短缺、环境污染和全球气候变化的研究热点之一。我国的石油资源短缺，开发生物质能源具有更加重要的战略意义。

生物柴油由于具有原料来源广泛、资源可再生性、不含氮、硫等元素，而且基本不含烯烃和芳烃，在燃烧过程中不会生成含氮或含硫的氧化物等有害气体和PM2.5等污染物，是一种环境友好的生物燃料，其推广应用对于解决石油原料替代以及油品清洁化等能源问题均具有重要的意义，已成为一种具有发展潜力的生物质能源。第一代生物柴油的主要成分是动植物油脂通过酯交换法制得的脂肪酸甲酯，由于其中含有大量的不饱和键，氧化安定性差，在储运过程中易发生氧化而影响其正常使用。此外，脂肪酸甲酯还具有氧含量高，热值低，粘度大等诸多问题，因此其应用受到较大限制。第二代生物柴油是以非食用油或回收的动植物油脂为原料，通过催化加氢脱氧和加氢异构联合工艺生产的以C₁₅～C₁₈异构烷烃为主要成分的生物燃料，也称为绿色柴油，具有比第一代生物柴油更优异的低温流动性、更高的十六烷值和能量密度，氧化稳定性好，而且可以与石油基柴油按照任意比例进行混合，具有广阔的应用前景。第二代生物柴油的两种生产工艺中加氢脱氧、加氢异构化的两步法生产工艺更合理可行，第一步是植物油的加氢脱氧得到含C₁₅～C₁₈直链烷烃的脱氧油，第二步是脱氧油的加氢异构化得到支链烷烃。由于长碳链异构烯烃中间体在催化剂的酸性位上会发生裂化副反应，导致异构化产物的收率降低。因此，研发用于加氢异构化反应的高效双功能催化剂，在保持良好催化活性的基础上提高C₁₅～C₁₈的长碳链正构烷烃加氢异构化反应的选择性，尤其是提高其中多支链异构体的比例是降低生物柴油凝点、提高其低温流动性的关键。

正构烷烃加氢异构化反应的双功能催化剂由具有加氢-脱氢功能的金属位和用于异构化反应的酸性位组成。双功能催化剂的金属位一般为Pt、Pd等贵金属或Ni、Mo等非贵金属及其磷化物等类贵金属。尽管非贵金属和类贵金属的价格相对较低，但是其反应活性和异构化选择性较低。以贵金属Pt或Pd为金属位的双功能催化剂具有较高的异构化选择性，具有更大的应用潜力。