[发明专利]一种催化聚α烯烃完全加氢合成饱和烷烃的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种催化聚α烯烃完全加氢合成饱和烷烃的方法。

背景技术   

20世纪70年代以后，随着各种发动机以及其他机械设备的技术进步和日益紧迫的“节能”“环保”要求，对润滑油的粘温性、挥发性、热氧化安定性等主要性能也提出了日益苛刻的要求，天然矿物质基础油的质量性能接近极限，难以再调制性能、规格更高的产品。这就直接推动了合成基础油的发展。近年来由于润滑油规格，特别是内燃机油规格更加严格，许多指标仅靠矿物油很难满足新规格的要求，促使人们对合成油的兴趣大增，也促进了合成润滑油的需求增长。

长链饱和烷烃作为基础油调制的发动机油与矿物油发动机油相比有许多优点。首先是这种烯烃的热稳定性和氧化安定性明显优于矿物油，可以延长换油期，降低了维修费用和减少停车时间。另外，使用这种合成润滑油时，与矿物质基础油常用的添加剂相容性好，且可以减少添加剂的用量，或用较便宜的添加剂，这可缩小这种合成润滑油与矿物油型车用发动机油的价格差异。

合成润滑油还具有操作温度范围宽、黏温性能好、倾点低、黏度指数高、蒸发损失小，低挥发性，闪电、着火点、自燃点高，高温下不吸湿，水解安定性好，剪切安定性好，对设备无腐蚀性。此外，在低温和高温条件下，对引擎磨损小，积碳少，可生物降解，而且使用寿命长，效率高，结焦少、无毒和对皮肤有浸润作用等特点。

在生产合成润滑油的过程中，希望对聚α烯烃进行加氢，使分子中残余的烯烃双键饱和，以保证产品的化学稳定性和热稳定性。这一步对于产品的质量起着至关重要的作用。如果不进行这一步加氢反应，烯烃在急速运转的引擎中或者高温的汽轮机中寿命会很短。即便不在这样的环境中，空气中的氧气也会和破坏双键，从而使产品的质量性能大大降低，失去了其原有的意义。

目前用于聚α烯烃加氢的催化剂主要有雷尼镍、共沉淀法的镍铝催化剂与浸渍法制备的镍铝催化剂。采用雷尼镍虽然可以达到一定的加氢效果，但是雷尼镍在空气中不稳定，遇氧气容易燃烧，给保存与使用带来很大的不便。浸渍法虽然工艺简单，可以节约金属，但是但金属组分的活性较差，且催化剂的寿命短容易失活，添加贵金属后成本上升，也不适用于目前的工业化。共沉淀法是目前取得PAO氢化较好的制备方法之一，并且具有良好的稳定性，但是该方法所使用的金属活性组分的量较大，一般在50wt.%左右，无形中大大增加了催化剂成本，所以在实际应用中常常遇到困难。

与之相比，采用沉积沉淀法生产催化剂首先具有节约金属镍的优点，并且Al₂O₃本身就是常用的工业化载体，具有表面积大惰性强原料广泛易得的诸多优点。因此，本发明提供一种将活性组分镍分散在氧化铝上获得高分散大外表面镍催化剂的方法，并应用于聚α烯烃加氢。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉、效率高的催化聚α烯烃完全加氢合成饱和烷烃的方法。 

本发明提供的聚α烯烃完全加氢合成饱和烷烃的方法，具体步骤为：将聚α烯烃与氢气一同进入装填催化剂的固定床进行催化反应，聚α烯烃完全氢化成烷烃；所述催化剂由氧化铝与金属镍经沉积沉淀法合成，记为Ni/Al₂O₃催化剂。其反应式为：

C_nH_2n  +  H₂  →  C_nH_2n+2  (n=20—100)。

催化反应的具体条件为： 

（1）该催化反应的温度范围是60-200^oC；

（2）催化反应的压力范围是1.0-6.0 MPa；

（3）液时空速范围为0.4-0.8 h^-1；

（4）氢气与聚α烯烃摩尔比为5-20。

本发明中，所述的聚α烯烃，分子式为C_nH_2n,其中n是碳原子数为20-100。 

本发明中，所述沉积沉淀法合成Ni/Al₂O₃催化剂的步骤为：将金属镍的硝酸盐水合物溶解在适量的水中，然后将活性组分通过沉积沉淀到具有细颗粒的氧化铝材料上；再通过高温空气焙烧，生成NiO/Al₂O₃。催化剂使用前用还原气体还原，得到Ni/Al₂O₃催化剂。本发明制得的催化剂表面积大、活性高、稳定性好。