[发明专利]一种镍系催化剂在裂解汽油选择性加氢中的工艺应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，特别涉及一种硫化型镍系催化剂应用于裂解汽油选择性加氢反应。

背景技术

裂解汽油是乙烯工业的重要副产物，产量约是乙烯生产能力的25-30％。因其富含芳烃和高辛烷值的烯烃，所以可经两段加氢后作为芳烃抽提的重要来源，也可只经一段加氢后得到优良的汽油调和组份。随着我国乙烯产量的大幅度增长，裂解汽油的数量也在不断增加。为了有效地利用宝贵的自然资源，采用选择性加氢技术改善产品性质，提高汽油和芳烃的产量，对提高乙烯装置的经济效益具有重要意义。

从裂解装置副产的裂解汽油C₆-C₈馏分和C₅-C₉馏分中可回收苯、甲苯、二甲苯，绝大多数厂家采用一段Pd/Al₂O₃催化剂、二段Co-Mo/Al₂O₃催化剂体系进行两段选择性加氢，最后抽提出苯、甲苯和二甲苯。另有一些厂家采用Pd/Al₂O₃催化剂进行所谓全馏分的选择性加氢，以生产车用汽油。裂解汽油选择性加氢的目的就在于使其中的双烯烃和烷烯基芳烃通过加氢反应生成相应的单烯烃和烷基芳烃。

负载型高分散金属催化剂广泛应用于脱氢、加氢及重整等催化反应中，是石油炼制及石油化工过程中最重要的一类催化剂。负载金属催化剂通常由载体和金属化合物配合构成，载体由其骨架和配位基组成。负载型金属催化剂也相应的有负载型金属化合物催化剂、负载型单金属络合物催化剂、负载型金属簇络合物催化剂、负载型双金属络合物催化剂等。近年来的研究表明，负载型金属催化剂兼具无机物非均相催化剂与金属有机配合物均相催化剂的优点，它不但具有较高的活性和选择性等特点，而且容易回收重复利用，稳定性好。

传统的负载型金属催化剂采用浸渍法制备，它是将多孔性载体氧化物浸渍于含有金属活性组分的溶液中，干燥后再经后处理过程得到催化剂样品。用浸渍法制备催化剂，在干燥阶段受到浸渍溶液表面张力及溶剂化效应的影响，金属活性组分前驱体往往以聚集体的形式沉积于载体表面，随后的焙烧过程难以打破这种高聚集度；另外，浸渍后活性金属物种和载体之间不能形成强相互作用，高温焙烧容易导致金属粒子迁移聚集而形成大的金属晶粒。以上两种现象的发生直接导致催化剂活性组分分散性差，进而影响到催化剂的性能和制备的可重复性。因此，目前人们正在致力于研究其它方法来制备高分散负载型金属催化剂。

近年来，国内外制备高分散负载型金属催化剂的方法主要有离子交换法、化学嫁接法、离子束注入法和化学沉积法等。

金属Ni作为活性组分对加氢反应具有很高的活性，作为催化剂通常的制备方法是以其盐类与其它金属盐类进行共沉淀或者将其盐溶液浸渍多孔性载体，然后进行焙烧和还原得到催化剂样品。但是这些方法的制备过程中活性组分Ni不易高度分散，且在后续的高温处理和还原过程中易造成金属Ni微晶的凝并，从而进一步降低催化剂表面的金属分散度，影响催化剂的催化活性。

水滑石(LDHs)是一类具有特殊结构的层状无机材料，将其作为催化剂的应用越来越引起人们重视。研究结果表明，二价和三价金属离子半径相近是形成LDHs的必要条件，因Ni²⁺离子的半径与Mg²⁺相差不多，Ni²⁺离子可以取代Mg²⁺制备具有稳定结构的LDHs。如果利用多孔性氧化铝内孔表面的铝源，在孔内原位合成NiAlLDHs，一方面可使Ni²⁺在LDHs层板上高度分散，在经后续焙烧和还原处理后可以得到Ni高度分散的催化剂；另一方面，经高温焙烧处理后形成LDHs的其它金属元素将转变成相应的氧化物起助催化剂和隔离剂的作用。

发明内容

本发明所解决的是裂解汽油选择性加氢反应中使用的催化剂活性低、选择性差、分散度差的问题，目的在于提供一种硫化型镍系催化剂，将其应用于裂解汽油选择性加氢反应。

本发明所述的硫化型镍系催化剂的制备方法为：1).首先利用常见的类水滑石材料的制备方法-水热合成法在载体上原位制备出层状双羟基复合金属氧化物，即类水滑石前体，可通过调变金属离子浓度，制备出负载量不同的类水滑石前体；2).经焙烧后，得到类水滑石催化剂前体；3).在旋转蒸发仪中液相硫化催化剂前体，得到硫化型镍系催化剂。

其具体制备步骤如下：