[发明专利]高分散加氢催化剂及制备方法和在棕榈油及其他油脂制备生物燃料中的应用

说明书

本发明涉及一种高分散加氢催化剂及制备方法和在棕榈油及其他油脂制备生物燃料中的应用，通过马来酸酐接枝的聚丙烯与硅烷偶联剂的结合，利用有机酰胺化反应引入到氧化铝复合载体中，得到了具有规则孔道的均匀分散的复合载体，同时通过分次浸渍和焙烧工艺，极大程度上减小了活性组分的粒径，提高了活性组分的分散以及活性位点数量，结合规则孔道的复合载体制备出高水热稳定性，高加氢活性，高寿命的加氢催化剂，并应用于植物油及油脂加氢脱氧制备生物燃料，具有极大的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种高分散加氢催化剂及制备方法和在棕榈油及其他油脂制备生物燃料中的应用。

背景技术

环境和能源逐渐成为了世界最为关注的焦点问题，可再生生物燃料在环境和能源方面具有很大的优势和潜力。全生命周期计算生物燃料可以减少碳排放50-90％。随着中国经济发展，中国逐渐成为了航煤的消耗大国，根据国家统计局最新数据显示，2015年中国航煤年消耗量就达到了3658.6万吨，近两年消耗量会超过4000万吨，2015年柴油消耗量达到了1.73亿吨，因此按照生物航煤50％掺混，民航组织预测中国30％生物质航煤的生产量，中国需要600万吨“纯”生物质航油，加上生物柴油极大的需求量，总产值达数千亿元。而目前中国甚至国际中生物柴油基本上采用油脂和醇类反应，通过酸碱催化剂甲酯化之后得到的脂类产物，和石油基柴油掺混量也仅为5％，原因是脂类柴油的十六烷值低，热值低，燃烧性能没有石油基好。而本发明中植物油通过加氢脱氧直接得到C15-C18烷烃，组分和石油基组分一致，十六烷值高，热值高因此燃烧效果更好。除此之外，通过催化剂的调节，还可以得到少量除了柴油组分的生物汽油以及生物航煤组分。

CN201510640818.4公开了一种改性蛋壳生物柴油催化剂及其制备方法和应用，通过氢氧化钠、硝酸钠对蛋壳粉末进行浸沉焙烧处理，有效地增加了其碱性、酸性活性基团，提高了其催化制备生物柴油的催化活性。CN201711313471.8公开了一种生物柴油催化剂，以纤维素粉为原料，采用碳化磺化法制备碳基固体酸催化剂，即生物柴油催化剂。

以上专利用或酸或碱催化剂通过酯化反应得到了生物柴油，但是，甲酯化柴油除了后处理的催化剂排放会有腐蚀污染环境的可能，而且得到的生物柴油十六烷值和热值相对较低。并且在加氢脱氧反应中，高活性以及副产物水对于催化剂的影响是比较关键的因素。

CN201510489007.9公开了一种加氢脱氧异构化催化剂，包括超稳Y分子筛负载金属的加氢脱氧催化剂和分子筛负载贵金属的临氢异构催化剂。通过沉积沉淀法负载选自Zn、Ni、Cu的金属制得所述加氢脱氧催化剂；临氢异构催化剂以微孔分子筛SAOP-11、SAPO-31、SAPO-34、HZSM-5、HZSM-22或HBEA为载体，通过浸渍法将选自Pt、Pd和Ru的贵金属负载在分子筛上制得所述临氢异构催化剂。同时催化剂应用在地沟油制备高十六烷值的柴油中。

CN201711173791.8公开了一种加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用，所述加氢脱氧催化剂以γ-Al₂O₃为载体、以NiMo为活性组分，其中所述活性组分的质量占加氢脱氧催化剂总质量的16～25％。其制备方法简化了现有制备步骤，不需要价格昂贵的载体及活性组分等材料，降低了制备成本，具有较高的加氢脱氧处理活性，并能在较长的时间保持稳定。

清华大学董广达等人(《石油化工》2013年42卷7期)利用混捏和浸渍的方法制备了Ni-Mo/γ-Al₂O₃催化剂，对催化剂进行了XRD,BET,TEM表征。以棉籽油为原料，正辛烷为溶剂，通过微型固定床反应器对Ni-Mo/γ-Al₂O₃催化剂的性能进行了评价。棉籽油经加氢饱和、加氢脱氧和加氢脱碳等反应得到C15～C18的直链柴油烷烃,即第二代生物柴油。