[发明专利]一种高金属分散度催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种高金属分散度催化剂及其制备方法与应用，该制备方法包括将Al2O3分散于水中，调节pH至3.0～7.0；加入阴离子表面活性剂，调节pH至3.0～7.0；加入金属源，搅拌均匀后，恒温，过滤、洗涤、干燥、焙烧后得高金属分散度催化剂；本发明还可浸渍第二金属组分，干燥、焙烧后得双金属组分催化剂。该催化剂具有高金属分散度的特点，具有高脱硫醇/烯烃转化选择性，可用于汽油脱硫醇反应。

技术领域

本发明涉及一种高金属分散度催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂领域。

背景技术

随着环保法规的日益严格，世界各国对汽油中硫含量的限制越来越严格。硫醇是汽油中的一种含硫化合物，它不仅具有恶臭气味，而且有弱酸性，会腐蚀设备，其反应活性较强，易造成下游工艺中的催化剂失活以及使汽油中的活泼烃类发生氧化反应生成胶质，因此脱除汽油中的硫醇势在必行。其中Merox脱臭技术是汽油脱臭工艺中最典型的技术，虽然改进的固定床脱硫醇技术苛性碱用量减少，但仍存在废碱液的排放问题。采用常规加氢精制方法脱除硫醇会带来汽油中烯烃的大量饱和，导致汽油辛烷值大幅降低。硫醇-烯烃醚化反应由于其反应温度较低，只需在临氢条件下便可将汽油中自身存在的小分子硫醇与二烯烃或烯烃反应生成高沸点的硫醚化合物，然后将全馏分汽油进行切割，所得轻汽油为低硫汽油，不需要进一步的加氢脱硫处理就可直接进行油品调和，因此可以在脱硫醇的同时，减少因烯烃加氢饱和而导致的汽油辛烷值损失。

已有文献报道固体酸催化剂和过渡金属催化剂都可以应用到硫醚化反应。固体酸催化剂，如磺酸树脂，固体磷酸和插层化合物，是硫醇硫醚化反应的有效催化剂，但由于微量的碱性含氮化合物在汽油中的存在而容易失活。过渡金属Ni、Pt、Pd和Ag等具备较好的硫醚化反应性能，尤其是Ni基催化剂因具有良好的耐硫中毒性能和低廉的价格，在临氢硫醚化脱硫醇反应中被广泛采用。对于负载型Ni/Al2O3催化剂，由于镍活性组分在载体表面的活性位种类和数量与其催化剂的活性和选择性密切相关，因此通过优化制备条件改善镍的存在形式和提高镍的分散度和硫化度一直是该类催化剂研究的热点。

通常，浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法是制备Ni/Al2O3催化剂的主要方法，它们对活性组分分散度影响十分显著。传统的浸渍法所制得的催化剂活性组分往往存在易团聚烧结、分散度低，镍组分利用率不高等不足。共沉淀法和溶胶-凝胶法有助于提高镍在载体中的分散度，但是更强的金属-载体相互作用会导致镍物种的还原/硫化难度大幅增加。Guohui Li等人(Guohui Li,Linjie Hu,Josephine M.Hill,Appl.Catal.A Gen.301(2006)16–24.)考察了浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法制备的Ni/Al2O3催化剂，发现共沉淀法、溶胶-凝胶法加强了镍物种与载体的相互作用，生成了大量难还原的表面镍物种，这对后续活性相的形成极为不利。

Xinli Zhu等人(Xinli Zhu,Peipei Huo,Yueping Zhang,Dangguo Cheng,Changjun Liu,Appl.Catal.B:Environ.81(2008)132–140.)研究发现，等离子溅射法有助于镍物种在载体表面的均匀分布，以及镍活性相分散度的提高，但同样存在活性组分与载体间的相互作用增强的问题。