一种含铂和钯的双金属催化剂及其制备方法与应用以及芳烃饱和方法技术

本发明专利技术涉及一种含铂和钯双金属催化剂及其制备方法与应用。该催化剂的制备方法包括下述步骤：1)用含有钯化合物的溶液浸渍载体，然后将浸渍后的载体依次进行烘干、焙烧和还原，得到含钯的单金属催化剂前体；2)在还原气氛中用含有铂化合物的溶液浸渍步骤1)得到的含钯的单金属催化剂前体，然后干燥以去除溶剂。本发明专利技术所提供的催化剂与现有技术制备的相同贵金属含量的催化剂相比，具有更好的芳烃饱和活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含铂和钯的双金属催化剂的制备方法以及由该方法制备的含铂和钯的双金属催化剂与该含铂和钯的双金属催化剂在芳烃加氢饱和中的应用以及使用该含铂和钯的双金属催化剂的芳烃饱和方法。
技术介绍
随着世界经济的发展，中间馏分油(包括煤油、柴油和燃料用油)的需求量在日益增加。单靠直馏柴油不可能满足这一需求；这就需要调入二次加工柴油，如催化裂化柴油、焦化柴油。而二次加工柴油中含有大量的硫、氮和芳烃，目前硫和氮可以用传统的硫化物催化剂进行脱除，技术难点是脱芳烃。柴油中高的芳烃含量带来许多问题，如柴油中芳烃的提高不仅会降低油品质量和十六烷值，而且会增加柴油燃烧废气中的颗粒排放物。工业馏分油(尤其是柴油)中的芳烃饱和可以使用传统的硫化态Co-Mo、Ni-Mo或Ni-W催化剂，或者是Pt、Pd等贵金属催化剂。当对芳烃含量要求不高时(如芳烃质量含量<25重量％)，采用非贵金属加氢催化剂和单段深度加氢工艺即可达到要求；该工艺的优点是不受待处理原料中毒物的影响，缺点是加氢活性不高，需要苛刻的反应条件。当对柴油芳烃含量有更高的要求时(如芳烃质量含量<15重量％或10重量％)，则需要采用贵金属加氢催化剂和两段工艺流程，即第一段反应器进行加氢脱硫、脱氮反应，第二段反应器进行脱芳烃反应；该工艺的优点是可以深度脱除芳烃且反应条件较为温和，缺点是第二段催化剂对原料中的硫化物非常敏感，要求一段精制后产品中S含量降到ppm级。上个世纪，由于贵金属价格昂贵、且易中毒失活，因此除非有特殊要求，如需要最高的馏分油液体收率、最大喷气燃料选择性及优异的产品质量，一般较少使用。2000年后，随着环境保护要求的日益提高和加氢精制技术的发展，柴油的一段加氢脱硫可以达到硫含量低于50ppm水平，这使得贵金属的使用不再因中毒而受限。GB2234518A公开了一种以含二环、多环芳烃原料生产大比重航煤的方法。原料油与氢气混合后进入第一段反应器进行加氢脱硫、脱氮反应，第二段反应器采用含氟的贵金属催化剂脱芳烃；且为了保护二反贵金属催化剂，在一反和二反之间设分离器将H2S和NH3分离除去。US5391291A公开了一种沸石负载的Pt-Pd芳环加氢催化剂，贵金属含量为0.05-3wt.％(Pt:Pd摩尔比为0.1-1)，并对载体Y分子筛的晶型进行了限定。第一段反应器采用Co、Mo、Ni、W组成的加氢精制催化剂，反应温度为225-375℃；第二段反应器采用所述的Pt-Pd芳环加氢催化剂，反应温度为225-375℃。CN1245204A公开了一种含铂和钯负载型双金属组分催化剂的制备方法，包括将第一种溶剂中溶解有一种铂或钯化合物的溶液与一种载体接触，再将第二种溶剂中溶解有另一种钯或铂化合物的溶液与该载体接触，干燥并焙烧，其特征在于，第一次接触后只经过干燥，所述铂或钯化合物与钯或铂化合物是发生反应，反应产物难溶或不溶于所述第二种溶剂。用该方法制备的催化剂可用于高硫原料油的临氢过程，有更高的加氢活性和抗硫性能。CN101518740B公开了一种具有室温苯加氢活性的铂钴双金属催化剂及其制备方法，该专利技术提供的铂钴双金属催化剂的制备方法包括如下步骤：将活性炭载体加入到溶液A中，水浴蒸干，烘干，得到催化剂前体；所述溶液A为含有钴盐和铂盐的水溶液。该专利技术得到的催化剂具有很高的金属比表面积，可在室温条件下高效催化芳烃加氢反应。但是，上述公开的方法制备的催化剂的芳烃饱和活性和抗硫活性仍有很大改善和提高的余地。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够制备具有更高的芳烃饱和活性和抗硫活性的含铂和钯的双金属催化剂的制备方法以及由该方法制备的含铂和钯的双金属催化剂与该含铂和钯的双金属催化剂在芳烃饱和中的应用以及使用该含铂和钯的双金属催化剂的芳烃饱和方法。本专利技术提供了一种含铂和钯的双金属催化剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：1)用含有钯化合物的溶液浸渍载体，然后将浸渍后的载体依次进行烘干、焙烧和还原，得到含钯的单金属催化剂前体；2)在还原气氛中用含有铂化合物的溶液浸渍步骤1)得到的含钯的单金属催化剂前体，然后干燥以除去溶剂。本专利技术还提供了由上述方法制得的含铂和钯的双金属催化剂。本专利技术还提供了上述含铂和钯的双金属催化剂在芳烃加氢饱和中的应用。本专利技术还提供了一种芳烃加氢饱和方法，该方法包括在芳烃加氢催化条件下，在芳烃加氢饱和催化剂存在下，将含有芳烃的原料与氢气接触反应，其中，所述芳烃饱和催化剂为上述含铂和钯的双金属催化剂。与现有技术制备的相同贵金属含量的催化剂相比，采用本专利技术的方法制得的芳烃饱和催化剂具有明显更高的芳烃饱和活性和抗硫性能。具体地，以含10重量％甲苯的正己烷溶液为原料，比较催化剂的芳烃饱和活性。结果发现，根据本专利技术方法制得的催化剂R1对甲苯的转化率为70％，明显优于根据共浸渍法(CN201110139331.X)制备的催化剂D1(对甲苯的转化率为61％)。进而，以一段加氢处理后的催化裂化柴油为反应原料，在30毫升加氢装置上，对催化剂进行油品性能评价，结果发现，本专利技术方法制备的催化剂R1的总芳烃饱和率为71.6％，比共浸渍法制备的催化剂D1(64.0％)的相对活性提高了近12％。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种含铂和钯的双金属催化剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：1)用含有钯化合物的溶液浸渍载体，然后将浸渍后的载体依次进行烘干、焙烧和还原，得到含钯的单金属催化剂前体；2)在还原气氛中用含有铂化合物的溶液浸渍步骤1)得到的含钯的单金属催化剂前体，然后干燥以除去溶剂。根据本专利技术，所述含有钯化合物的溶液中的钯化合物可以是钯的各种可溶性化合物，优选为钯的水溶性盐或氯钯酸，更优选为Pd(NH3)4(NO3)2、Pd(NH3)4Cl2、H2PdCl4中的一种或多种。含有钯化合物的溶液中钯化合物的浓度以钯原子计优选为1-50克/升。所述含有钯化合物的溶液中的溶剂优选是水。步骤1)浸渍的条件包括温度可以为10-90℃，优选为15-40℃，时间可以为1-10小时，优选为2-6小时。可以采用等体积浸渍也可以过饱和浸渍法。优选所述步骤1)采用等体积浸渍，所用浸渍液体积按载体吸水率计算。步骤1)干燥的温度可以为80-150℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铂和钯的双金属催化剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：1)用含有钯化合物的溶液浸渍载体，然后将浸渍后的载体依次进行烘干、焙烧和还原，得到含钯的单金属催化剂前体；2)在还原气氛中用含有铂化合物的溶液浸渍步骤1)得到的含钯的单金属催化剂前体，然后干燥以除去溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种含铂和钯的双金属催化剂的制备方法，该制备方法包括下述步
骤：
1)用含有钯化合物的溶液浸渍载体，然后将浸渍后的载体依次进行烘
干、焙烧和还原，得到含钯的单金属催化剂前体；
2)在还原气氛中用含有铂化合物的溶液浸渍步骤1)得到的含钯的单金
属催化剂前体，然后干燥以除去溶剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，钯化合物和铂化合物的用
量使得铂和钯在所得催化剂中的总含量为0.1-5重量％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，钯化合物和铂化合物
的用量使得铂和钯在所得催化剂中的重量比为0.1-5:1。
4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其中，所述钯化合物为
Pd(NH3)4(NO3)2、Pd(NH3)4Cl2、H2PdCl4中的一种或多种，所述铂化合物为
Pt(NH3)4(NO3)2、Pt(NH3)4Cl2、H2PtCl6、H2PtCl4中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)浸渍的条件包括温
度为10-90℃，优选为15-40℃，时间为1-10小时，优选为2-6小时。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁垟，张润强，李会峰，李明丰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11