本發(fā)明屬于生物質(zhì)液體燃料，具體涉及用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、可持續(xù)航空燃料已成為當(dāng)今世界最為關(guān)注的問(wèn)題之一。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)作為一種可再生的有機(jī)碳源，在地球上的儲(chǔ)量十分豐富。利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)作為原料獲取可再生的生物航空燃料(saf)預(yù)計(jì)可以降低航空業(yè)55％-92％的碳排放。

2、發(fā)明專(zhuān)利cn103450940a、cn104119943a、cn103805224a、cn105779036a等涉及到了木質(zhì)纖維基糠醛類(lèi)化合物(糠醛、甲基糠醛、羥甲基糠醛)和酮(甲基異丁基酮、異丙叉丙酮、乙酰丙酸等)通過(guò)堿催化的羥醛縮合反應(yīng)合成長(zhǎng)碳鏈含氧化合物，長(zhǎng)碳鏈含氧化合物再通過(guò)加氫脫氧反應(yīng)制得一系列長(zhǎng)鏈烴化合物。其中，加氫脫氧催化劑均為加氫活性金屬pd、pt、ru、ir、ni與氧化鋁、分子篩等固體酸耦合的雙功能催化劑。這種以固體酸為載體，負(fù)責(zé)加氫活性金屬的金屬-酸雙功能催化劑加氫脫氧效果較好，特別是貴金屬催化劑，均有不低的烷烴收率，但現(xiàn)有的催化劑仍存在諸多問(wèn)題，比如：僅對(duì)加氫脫氧反應(yīng)有效，無(wú)法同時(shí)完成碳鏈異構(gòu)、環(huán)化等反應(yīng)，產(chǎn)物組分相對(duì)單一；加氫脫氧產(chǎn)生的水在高溫環(huán)境中對(duì)氧化鋁、分子篩等催化材料具有腐蝕性，催化劑容易失活；非貴金屬催化劑由于負(fù)載量較高，顆粒大，催化性能不足。因此，亟需開(kāi)發(fā)新的加氫脫氧煉制催化劑，以實(shí)現(xiàn)生物航油的高效制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑、制備方法及應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，包括以下步驟：

4、s1，將zrocl2和(nh4)2hpo4分別溶解于水中，攪拌條件下將兩種溶液混合后，滴加氨水，充分?jǐn)嚢韬髮⒌玫降墓腆w混合物放置于高壓釜中，保溫加熱；然后過(guò)濾、洗滌、干燥、焙燒得到磷酸鋯載體；

5、s2，將金屬鹽和nbcl5同時(shí)溶解在水中后，再添加低碳二元醇，攪拌均勻；將磷酸鋯載體超聲分散于溶液中，攪拌條件下蒸干水分，然后經(jīng)干燥、焙燒、氫氣氣氛還原，制得負(fù)載金屬與nbcl5的磷酸鋯催化劑。

6、進(jìn)一步地，所述催化劑中nbcl5的負(fù)載量為5-20％，金屬負(fù)載量為1-30％。

7、進(jìn)一步地，所述金屬鹽為pd、pt、ru、ni、fe、cu金屬鹽中的一種或兩種。

8、進(jìn)一步地，所述磷酸鋯載體中，zrocl2和(nh4)2hpo4的摩爾比為1：0.2-2.5。

9、進(jìn)一步地，所述低碳二元醇為乙二醇或丙二醇。

10、進(jìn)一步地，s1中，保溫加熱條件為：100℃下保持24h；所述磷酸鋯載體的焙燒溫度為400-600℃。

11、進(jìn)一步地，s2中焙燒溫度為300～350℃，還原溫度400～450℃。

12、一種用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑，使用上述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法制備而成。

13、上述一種用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑在制備生物航油組分中的應(yīng)用。

14、進(jìn)一步地，所述應(yīng)用包括：將生物航油前驅(qū)體作為原料，在所述加氫脫氧催化劑作用下進(jìn)行加氫脫氧轉(zhuǎn)化，通過(guò)催化生物航油前驅(qū)體分子的雙鍵氫化、呋喃環(huán)開(kāi)環(huán)、催化裂化、呋喃環(huán)碳鏈重排環(huán)化、羥基脫水、羧基脫除、碳鏈異構(gòu)反應(yīng)，獲得生物航油組分。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、1、本發(fā)明提出了一種磷酸鋯負(fù)載nb2o5和加氫活性金屬的加氫脫氧催化劑來(lái)應(yīng)用與生物航油煉制過(guò)程中。該催化劑具有如下優(yōu)勢(shì)：第一，五氯化鈮在水中溶解時(shí)水解形成水合氫氧化鈮沉淀，然后加入介孔載體材料磷酸鋯，水合氫氧化鈮沉淀能較均勻的分散于載體表面與孔道內(nèi)，有利于焙燒后形成的氧化鈮很好地與載體相互作用；第二，金屬鹽與五氯化鈮同步添加于水中，金屬鹽可以很好地分散于水解形成水合氫氧化鈮沉淀中，同時(shí)利用金屬離子與低碳二元醇螯合錨定，抑制焙燒過(guò)程金屬離子團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)高分散納米級(jí)金屬顆粒的高效制備。

17、2、本發(fā)明提出的催化劑的組成成分都具有較高的水熱穩(wěn)定性，制備條件易控，方法簡(jiǎn)單，而且催化生物航油前驅(qū)體加氫脫氧煉制產(chǎn)物的烴類(lèi)收率高、組成相對(duì)豐富，有利于提升生物航油產(chǎn)品的收率與品質(zhì)。

技術(shù)特征：

1.用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑中nbcl5的負(fù)載量為5-20％，金屬負(fù)載量為1-30％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為pd、pt、ru、ni、fe、cu金屬鹽中的一種或兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑，其特征在于，所述磷酸鋯載體中，zrocl2和(nh4)2hpo4的摩爾比為1：0.2-2.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，其特征在于，所述低碳二元醇為乙二醇或丙二醇。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，其特征在于，s1中，保溫加熱條件為：100℃下保持24h；所述磷酸鋯載體的焙燒溫度為400-600℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法，其特征在于，s2中焙燒溫度為300～350℃，還原溫度400～450℃。

8.一種用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑，其特征在于，使用權(quán)利要求1-7任一所述的用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑的制備方法制備而成。

9.權(quán)利要求8所述的一種用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑在制備生物航油組分中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用包括：將生物航油前驅(qū)體作為原料，在所述加氫脫氧催化劑作用下進(jìn)行加氫脫氧轉(zhuǎn)化，通過(guò)催化生物航油前驅(qū)體分子的雙鍵氫化、呋喃環(huán)開(kāi)環(huán)、催化裂化、呋喃環(huán)碳鏈重排環(huán)化、羥基脫水、羧基脫除、碳鏈異構(gòu)反應(yīng)，獲得生物航油組分。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)用于生物航油前驅(qū)體加氫脫氧催化劑、制備方法及應(yīng)用，屬于生物質(zhì)液體燃料技術(shù)領(lǐng)域；制備方法包括：將ZrOCl<subgt;2</subgt;和(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;HPO<subgt;4</subgt;分別溶解于水中，攪拌條件下將兩種溶液混合后，滴加氨水，充分?jǐn)嚢韬髮⒌玫降墓腆w混合物放置于高壓釜中，保溫加熱；然后過(guò)濾、洗滌、干燥、焙燒得到磷酸鋯載體；將金屬鹽和NbCl<subgt;5</subgt;同時(shí)溶解在水中后，再添加低碳二元醇，攪拌均勻；將磷酸鋯載體超聲分散于溶液中，攪拌條件下蒸干水分，然后經(jīng)干燥、焙燒、氫氣氣氛還原，制得負(fù)載金屬與NbCl<subgt;5</subgt;的磷酸鋯催化劑。該催化劑催化生物航油前驅(qū)體加氫脫氧煉制產(chǎn)物的烴類(lèi)收率高、組成相對(duì)豐富，有利于提升生物航油產(chǎn)品的收率與品質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：張興華,李光耀,馬隆龍,張琦,陳倫剛,劉建國(guó)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5