高活性凡士林加氫精制催化劑及其制備方法和用途技術

本發明專利技術公開了一種高活性凡士林加氫精制催化劑及其制備方法和用途。該催化劑的載體為含硅氧化鋁，活性組分為ＷＯ↓［３］和ＮｉＯ，助劑組分為Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］，按催化劑的重量百分比計各組分的含量分別是：ＷＯ↓［３］為２５％～３５％、ＮｉＯ為２．０％～７．０％、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］以Ｐ計為２．０％～５．５％、ＳｉＯ↓［２］為１％～１０％，其余為氧化鋁。本發明專利技術催化劑的制備方法包括以下步驟：①制備催化劑載體；②用去離子水溶解Ｗ、Ｎｉ、Ｐ化合物制備一次共浸液；③用由步驟②制得的共浸液一次浸漬由步驟①制得的載體；④對浸漬后的載體進行干燥、焙燒。本發明專利技術的催化劑加氫精制活性高，可在較低溫度和適當壓力下應用于一段加氫精制，也可應用于二段串聯加氫精制。

【技術實現步驟摘要】
?高活性凡士林加氫精制催化劑及其制備方法和用途
本專利技術涉及一種凡士林加氫精制催化劑及其制備方法和用途。
技術介紹
凡士林的主要化學成分為碳原子數在30～60的異構烷烴，有廣泛的應用，應用于醫藥和化妝品的凡士林，對其中的雜質含量有嚴格的限制，特別是含硫、氮化合物及稠環芳烴。制備凡士林的原料由減壓餾分油和減壓渣油經溶劑抽提脫瀝青后的蠟膏調和而成，其中含有硫、氮、氧非烴化合物，還含有稠環芳烴。所以凡士林的制備包括調和和精制二步。加氫精制是凡士林精制的先進工藝。由于凡士林原料來源于重油，硫、氮、氧多以雜環化合物形式存在，芳烴主要是稠環芳烴。這些需要加氫的物質分子量大，具有平面分子結構，而且穩定。由催化劑顆粒外表面向催化劑內表面擴散阻力大，因此擴散慢。加氫反應需要較大的反應場所，而且需要多個活性氫原子同時進攻方可奏效，這就需要被加氫分子平面平行地吸附在催化劑平面表面上。因此凡士林原料加氫精制反應難度大，高活性凡士林加氫精制催化劑制備困難。為了提高凡士林加氫精制反應活性，主要手段是提高反應溫度，加氫精制反應為放熱反應，提高反應溫度就會使反應平衡常數變小，達不到深度精制的要求。因此，凡士林加氫精制工藝主要是圍繞著解決提高反應溫度與深度精制這一矛盾而發展的。通常對凡士林的加氫精制方法為一段式的加氫精制方法，該方法反應溫度較高。前蘇聯專利SU925988介紹一種一段凡士林加氫精制方法，反應溫度為325～370℃，反應壓力為4.0～5.0MPa，由于這么高的溫度，使得加氫產品沒有達到深度精制目標，因此還需要白土補充精制才能達到高質量凡士林標準。而在這么高的溫度下要能達到深度精制要求，就需要提高反應的氫分壓，美國專利US2998377介紹了一種一段加氫精制的方法，反應溫度為370℃，反應器出口壓力為21.0MPa，該方法可以制得高質量的凡士林，但反應壓力太高，會增加設備成本和操作費用。中國專利申請97116402介紹了一種二段串聯加氫精制方法，其中第一段裝填Mo-Ni/Al2O3催化劑，第二段裝填W-Ni/Al2O3催化劑，反應壓力都為4.0～8.0MPa，反應-->溫度第一段較高，為320～400℃，第二段較低，為200～300℃。第二段反應溫度較低，其目的是克服熱力學平衡對深度精制的限制，特別是對稠環芳烴飽和的限制，該專利申請稱第一段反應是脫硫脫氮，達到精制目的，第二段是飽和稠環芳烴。實際上二段串聯加氫均同時存在脫硫、脫氮和稠環芳烴飽和反應，例如在該專利申請的工業化報導中表明第一段的脫硫率為95％、脫氮率為92％、芳烴飽和率為62％。兩段串聯后的脫硫率為99％、脫氮率為99％、芳烴飽和率為91％。二段串聯加氫精制方法雖然可以降低反應壓力，克服熱力學平衡對深度精制的限制，通過加氫精制可獲得高質量凡士林產品。但由于催化劑活性有限，第二段反應溫度較低，反應速度慢，必須在低空速下才能達到深度精制的目的，因此該方法的空速低，實測值僅為0.08～0.12h-1。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種有適合稠環芳烴平面吸附的孔道形狀的、使用中能克服一段凡士林加氫精制中反應溫度較高以及二段串聯凡士林加氫精制中空速較低的缺陷的高活性凡士林加氫精制催化劑。本專利技術的目的之二在于提供這種高活性凡士林加氫精制催化劑的制備方法。本專利技術的目的之三在于提供這種高活性凡士林加氫精制催化劑的用途。實現本專利技術目的中的提供一種高活性凡士林加氫精制催化劑所采用的技術方案是：一種高活性凡士林加氫精制催化劑，其載體為含硅氧化鋁，活性組分為WO3和NiO，助劑組分為P2O5；按催化劑的重量百分比計各組分的含量分別是：WO3為25％～35％、NiO為2.0％～7.0％、P2O5以P計為2.0％～5.5％、SiO2為1％～10％，其余為氧化鋁；所述載體是其N2吸附/脫附等溫線與B型滯后環類似的含硅氧化鋁載體。所述載體的顆粒尺寸為Φ1.6×(4～6)mm(指直徑為1.6毫米、長度為4～6毫米)；孔容為0.60～0.80ml·g-1、比表面積為250～350m2·g-1。所述催化劑的形狀為三葉草型、孔容為0.50～0.60ml·g-1、比表面積為200～350m2·g-1、側壓強度為120～180N·cm-1，顆粒中的孔的平均孔徑為8～13nm。實現本專利技術上述高活性凡士林加氫精制催化劑的制備方法包括以下步驟：①制備催化劑載體；②用去離子水溶解W、Ni、P化合物制備一次共浸液；③用由步驟②制得的共浸液一次浸漬由步驟①制得的載體；④浸漬后的載體進行干燥、焙燒后制得成品。上述步驟①中催化劑載體的制備方法為：在大孔氫氧化鋁干粉加入硅溶膠、膠溶劑、助擠劑和去離子水混捏后擠條成型；在100～130℃下干燥2～4h，在500～550℃下焙燒2～4h制得載體。-->上述大孔氫氧化鋁干粉是經過篩選得到的。篩選的方法為：用外購的一般大孔氫氧化鋁干粉(是指孔容大于0.8ml·g-1、顆粒中的孔的平均孔徑大于10nm的氫氧化鋁干粉)加入硅溶膠、膠溶劑、助擠劑和去離子水混捏后擠條成型；在100～130℃下干燥2～4h，在500～550℃下焙燒2～4h，制得載體，若該載體的N2吸附/脫附等溫線組成的滯后環類似于B型滯后環，則選用該種大孔氫氧化鋁，其余的棄之。上述各原料的配比情況是：其中的硅溶膠中含SiO2占硅溶膠總重量25％～35％，其余為水；硅溶膠的重量以其SiO2最后在催化劑總重量中所占的比例為1％～10％而確定；膠溶劑的重量與氫氧化鋁干粉重量之比為1∶10～1∶13.5；助擠劑的重量與氫氧化鋁干粉重量之比為1∶25～1∶40；去離子水的重量與硅溶膠中所含水的重量之和與氫氧化鋁干粉重量之比為1∶1.25～1∶1.75；上述載體原料的具體配比以符合擠條成型的條件而確定。上述步驟②中所述的W化合物為偏鎢酸銨、Ni化合物為硝酸鎳、P化合物為正磷酸。本專利技術上述高活性凡士林加氫精制催化劑應用于一段凡士林加氫精制或者二段串聯的凡士林加氫精制。當上述催化劑用于一段凡士林加氫精制時，其工藝條件是：反應溫度為240～355℃、反應壓力為9.0～16.0MPa、氫/油體積比為352～560、體積空速為0.15～0.5h-1。當上述催化劑用于二段串聯的凡士林加氫精制時，其工藝條件是：一段反應溫度為320～370℃、氫分壓為8.0～15.0MPa、氫/油體積比為300～560；二段反應溫度為240～320℃、氫分壓為8.0～15.0MPa、氫/油體積比為300～560、總體積空速為0.2～0.8h-1，兩個反應器催化劑裝填量相等。本專利技術具有積極效果是：(1)本專利技術催化劑的孔結構除具有其它凡士林加氫精制催化劑的孔結構特點，即孔容和比表面大外，還在孔的形狀方面有自己的特點。凡士林加氫精制反應物多為具有平面結構的雜環和稠環。稠環芳烴加氫是環加氫，需要多個活性氫原子同時進攻。因此，稠環芳烴加氫分子平行的吸附在具有平面結構的表面上是有利加氫的吸附態。根據這樣的判斷，運用吸附/脫附滯后環的類型判斷孔的形狀原理來篩選適合做凡士林加氫催化劑載體的大孔氫氧化鋁。最后找到一種類型的大孔氫氧化鋁干膠，用它做成載體的滯后環如附圖1，具有這種類型滯后環的多孔性物質，其顆粒中的孔的形狀多為近似方形孔、近似三角形孔，圓形孔本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高活性凡士林加氫精制催化劑，其特征在于：載體為含硅氧化鋁，活性組分為ＷＯ↓［３］和ＮｉＯ，助劑組分為Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］；按催化劑的重量百分比計各組分的含量分別是：ＷＯ↓［３］為２５％～３５％、ＮｉＯ為２．０％～７．０％、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］以Ｐ計為２．０％～５．５％、ＳｉＯ↓［２］為１％～１０％，其余為氧化鋁；所述載體是其Ｎ↓［２］吸附／脫附等溫線與Ｂ型滯后環類似的含硅氧化鋁載體。

【技術特征摘要】
1、一種高活性凡士林加氫精制催化劑，其特征在于：載體為含硅氧化鋁，活性組分為WO3和NiO，助劑組分為P2O5；按催化劑的重量百分比計各組分的含量分別是：WO3為25％～35％、NiO為2.0％～7.0％、P2O5以P計為2.0％～5.5％、SiO2為1％～10％，其余為氧化鋁；所述載體是其N2吸附/脫附等溫線與B型滯后環類似的含硅氧化鋁載體。2、根據權利要求1所述的高活性凡士林加氫精制催化劑，其特征在于：所述載體的顆粒尺寸為Φ1.6×(4～6)mm、孔容為0.60～0.80ml·g-1、比表面積為250～350m2·g-1。3、根據權利要求1所述的高活性凡士林加氫精制催化劑，其特征在于：所述催化劑的形狀為三葉草型、孔容為0.50～0.60ml·g-1、比表面積為200～350m2·g-1、側壓強度為120～180N·cm-1，顆粒中的孔的平均孔徑為8～13nm。4、由權利要求1至3之一所述的高活性凡士林加氫精制催化劑的制備方法，包括以下步驟：①制備催化劑載體；②用去離子水溶解W、Ni、P化合物制備一次共浸液；③用由步驟②制得的共浸液一次浸漬由步驟①制得的載體；④浸漬后的載體進行干燥、焙燒后制得成品。5、根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟①中催化劑載體的制備方法為：在大孔氫氧化鋁干粉中加...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅繼剛，霍艷艷，
申請(專利權)人：長春惠工催化劑有限責任公司，
類型：發明
國別省市：82[中國|長春]