[发明专利]双功能催化剂及其制备方法、硬脂酸制备异构烷烃的方法

说明书

本发明公开了双功能催化剂及其制备方法、硬脂酸制备异构烷烃的方法。本发明的双功能催化剂的组成包括ZSM‑22分子筛和负载在ZSM‑22分子筛上的钴颗粒，其制备方法包括以下步骤：先对ZSM‑22分子筛进行碱改性和离子交换，再与钴盐混合后利用固相熔融法进行钴盐的负载，最后进行加氢还原。本发明的硬脂酸制备异构烷烃的方法包括以下步骤：将硬脂酸、催化剂和本发明的双功能催化剂加入反应器，再充入氢气，250℃～300℃反应，即得同碳数的异构烷烃。本发明的双功能催化剂活性高、选择性高、稳定性好、可以重复利用，且制备工艺简单，环境污染较小，适合进行工业化大规模生产，可以广泛用于加氢脱氧和产物异构化反应。

技术领域

本发明涉及生物油脂技术领域，具体涉及一种双功能催化剂及其制备方法、硬脂酸制备异构烷烃的方法。

背景技术

长链烷烃(碳原子数6个以上)在医药、农药、国防、交通燃料等领域都具有重要应用价值。随着汽车工业飞速发展，人们对高辛烷值汽油的需求量越来越大，同时也对清洁燃料的生产提出了更高要求，为了达到上述要求汽油必须向低芳烃、高辛烷值、低蒸气压、无铅和高氧含量的方向发展。硬脂酸是一种生物油脂，在大部分动物脂肪中含量较高(例如：牛油中的硬脂酸含量高达24％)，由于其碳链较长，辛烷值较高，硬脂酸的加氢脱氧和产物异构化受到了广泛关注。

硬脂酸加氢脱氧和产物异构化的关键点是催化剂，获得高活性、高选择性和高稳定性的催化剂是相关技术应用于生产的前提。Qian等通过共浸渍法制备了一种双金属双功能催化剂NiMo/SAPO-11，并用其对硬脂酸甲酯进行加氢脱氧及产物异构化，但最终得到C₁₈异构烷烃的选择性仅有4.17％；刘春亚等利用过量浸渍法制备了一种同Ni质量分数的NiP/SAPO-11双功能催化剂，并利用脂肪酸甲酯(85％油酸甲酯+15％硬脂酸甲酯)测试了催化剂对于原料加氢脱氧及产物异构化反应的效果，虽然原料转化率最高可达97.8％，但C₁₅～C₁₈异构烷烃的选择性最高只有14.0％。

因此，亟需开发一种活性高、选择性高、稳定性好的双功能催化剂，并将其用于催化硬脂酸制备异构烷烃。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种双功能催化剂。

本发明的目的之二在于提供一种上述双功能催化剂的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种利用上述双功能催化剂由硬脂酸制备同碳数异构烷烃的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种双功能催化剂，其组成包括ZSM-22分子筛和负载在ZSM-22分子筛上的钴颗粒。

优选的，所述双功能催化剂中钴颗粒的负载量为8％～12％。

上述双功能催化剂的制备方法包括以下步骤：

1)将ZSM-22分子筛浸入碱性溶液中，进行改性处理；

2)将步骤1)处理过的ZSM-22分子筛浸入NH₄Cl溶液中，进行离子交换，再进行煅烧；

3)将步骤2)处理过的ZSM-22分子筛和钴盐混合，进行煅烧，利用固相熔融法进行钴盐的负载；

4)将步骤3)处理过的ZSM-22分子筛置于氢气气氛中，进行加氢还原，即得双功能催化剂。

优选的，步骤1)所述碱性溶液为浓度0.1mol/L～0.2mol/L的Na₂CO₃溶液。

优选的，步骤2)所述NH₄Cl溶液的浓度为1mol/L～2mol/L。