[发明专利]一种负载型丝光沸石催化剂及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种负载型丝光沸石催化剂及制备方法和应用，其特征在于以等离子体处理的多级孔丝光沸石为载体，过渡金属氧化物为活性组分，采用气相沉积法将活性组分负载于载体上；其中过渡金属氧化物为NiO、Cosubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;或MoOsubgt;3/subgt;中的一种；过渡金属氧化物的质量为所述载体质量的6‑18％。本发明的负载型丝光沸石催化剂，活性组分能够较好地分散于丝光沸石表面，催化性能较佳，具有较强的重质芳烃处理能力。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及制备方法和应用，尤其涉及一种负载型丝光沸石催化剂及制备方法和在重质芳烃催化加氢制备低碳芳烃中的应用。

背景技术

重质芳烃是指石油化工和煤化工加工过程中副产的C₉及其以上的芳烃化合物。重质芳烃组成复杂，含有偏三甲苯、均三甲苯、均四甲苯、连四甲苯、萘、甲基萘等组分。随着大量芳烃联合装置的建成，重质芳烃产量逐渐增多，而大部分重质芳烃添加到汽油中以燃料形式使用，不仅污染了环境，还浪费了资源。重质芳烃的利用技术有两种，第一种是重质芳烃精馏分离技术，第二种是以重质芳烃为原料进行催化加氢反应得到高附加值的产物如苯、甲苯、二甲苯。精馏分离能耗巨大，芳烃利用率低，而催化加氢技术可以提高重质芳烃的利用率，因此催化加氢技术是目前化工领域研究的热点问题之一。

目前应用于重质芳烃催化加氢制备低碳芳烃的催化剂主要有贵金属催化剂和非贵金属催化剂。专利CN102746093A公开了以氢型无粘接剂十元环沸石为载体，以贵金属铂或钯为活性组分的催化剂，该催化剂具有较佳的催化性能，产物中BTX(苯、甲苯、二甲苯)的含量达到了57％，然而铂、钯属于贵金属，价格昂贵且储量有限，限制其工业应用。Ni、Co、Mo等非贵金属不仅价格低廉，原料来源广，而且具有良好的加氢性能，受到了研究学者的关注。重质芳烃非贵金属催化剂的制备方法主要是以浸渍法为主，CN1055958C公开了一种以丝光沸石为载体，过渡金属氧化物为活性组分的催化剂，用于C₁₀⁺芳烃加氢脱烷基反应，其中在反应温度350℃，反应压力2.0MPa、质量空速0.5h^-1以及氢烃摩尔比3:1的条件下，该催化剂的重质芳烃转化率为29.8％，低碳芳烃选择性为26.5％。该催化剂采用浸渍法将过渡金属负载于分子筛载体上，制备方法简单，成本较低，然而该催化剂的催化活性较低。CN104174429A公开了以ZSM-5沸石、Al₂O₃以及TiO₂为复合载体，采用浸渍法负载活性组分金属镍，该催化剂加氢效果明显，具有良好的催化活性。采用浸渍法制备催化剂尽管方法简单易行，生产成本低，然而浸渍法存在负载的金属分散度不够高，高温焙烧过程中容易发生团聚，催化剂表面的金属活性组分均匀分布不易控制。等离子体会加速周围空气的离子化，提高分子筛颗粒与其表面杂质的温度，由于两者之间的热膨胀系数不同，可以有效的将杂质从分子筛颗粒表面剥离，从而清洁分子筛表面。另一方面，等离子处理可以增加分子筛表面的缺陷和蚀点，从而增加表观表面积和反应位点。在负载金属氧化物过程中，为金属颗粒的固载提供更多的活性位点，从而提高气相沉积反应中活性组分的分散程度，在催化领域具有良好的应用前景。采用气相沉积法能够很好控制材料表面物种的沉积量，通过控制金属前驱体的热解温度和热解时间从而改变载体表面沉积金属的分散状态。因此采用等离子处理技术和气相沉积法能够促进催化剂表面活性组分的均匀分散，提高催化剂活性组分的分散度，从而增大多环芳烃分子与活性位点的接触几率，提高催化剂的反应性能。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术不足而提供了一种负载型丝光沸石催化剂，本发明的另一目的是提供了上述催化剂的制备方法，本发明还提供了上述催化剂在重质芳烃催化加氢制备低碳芳烃中的应用。

本发明的技术方案为：一种负载型丝光沸石催化剂，其特征在于以等离子体处理的多级孔丝光沸石为载体，过渡金属氧化物为活性组分，采用气相沉积法将活性组分负载于载体上；其中过渡金属氧化物为NiO、Co₃O₄或MoO₃中的一种；过渡金属氧化物的质量为所述载体质量的6-18％。