【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其涉及一种制航空燃料的加氢裂解催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、高分子聚烯烃（如聚乙烯、聚丙烯等）在生活中的应用无处不在，但因其耐酸、耐碱和稳定性好等特点，导致聚烯烃塑料在自然环境下难以降解，给环境带来严重污染。传统的聚烯烃废塑料处理方式如焚烧、热解、生物降解和填埋等，均存在各自的缺陷，如焚烧浪费能量，填埋污染土壤，热解消耗大量能量，生物降解难以实现大规模工业化生产。
2、加氢裂解通常反应条件较为温和且产物碳数分布窄，是一种高效的聚烯烃回收手段，但传统的聚烯烃加氢裂解依赖于贵金属催化剂如pt、ru等，贵金属价格高昂且易中毒，难以大规模制备，工业应用受到限制。并且，目前航空燃料（c8~c15）主要由石油产品经过复杂工艺制备而成，不仅工艺繁琐、经济成本高，还加大了对石油原料的依赖程度，而聚烯烃加氢裂解的产物碳原子数受催化剂的影响，因而不同产物所用的加氢裂解催化剂之间无法通用，现有的加氢裂解催化剂其产物难以符合航空燃料的碳原子数要求。因此，开发一种能够在温和条件下高效催化聚烯烃加氢裂解制航空燃料的非贵金属催化显得尤为重要。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，即现有的聚烯烃加氢裂解催化剂其产物难以符合航空燃料的碳原子数要求，且需要依赖于贵金属元素才能实现较高的催化活性，本专利技术提供了一种制航空燃料的加氢裂解催化剂及其制备方法和应用。本专利技术的催化剂能够在不使用贵金属元素的情况下，使聚烯烃加氢裂解反应可在温和条件下进行，并具有较高的c8~
2、本专利技术的具体技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种制航空燃料的加氢裂解催化剂，包括催化剂i和催化剂ii；所述催化剂i为介孔硫化氧化锆；所述催化剂ii包括载体和负载在载体上的ni单质；所述催化剂i由(nh4)2so4和zrocl2·8h2o混合固相焙烧形成。
4、本专利技术中，采用上述催化剂i与催化剂ii复配，能够在不使用贵金属元素的情况下，实现较高的催化活性，使聚烯烃加氢裂解的反应在温和条件下即可进行。并且，采用本专利技术的催化剂，能够使聚烯烃加氢裂解的产物中c8~c15碳氢化合物（碳原子数为8~15的碳氢化合物）的占比较高，可满足航空燃料的碳原子数要求，实现较高的航空燃料收率。
5、本专利技术的加氢裂解催化剂采用催化剂i和催化剂ii复配构成，使ni活性位点与催化剂i之间具有一定的空间距离，能够使聚烯烃加氢裂解的过程按照合适的反应路线进行，可避免产物深度裂解，提高c8~c15碳氢化合物的选择性。而若将催化剂ii中的活性组分（ni单质）负载于催化剂i中，会造成催化剂i中的活性位点与ni之间的空间距离过近，产物中低碳碳氢化合物的含量较大，c8~c15碳氢化合物的含量过低。
6、此外，催化剂i的形成方式同样会影响c8~c15碳氢化合物的选择性。本专利技术中催化剂i采用(nh4)2so4和zrocl2·8h2o混合固相焙烧的方式形成，能够使催化剂i具有合适的孔道结构，可容纳并稳定较大尺寸的反应中间体和产物，对高碳数产物的生成有利，可使聚烯烃加氢裂解反应的产物中c8~c15碳氢化合物具有较高的占比。而当采用浸渍焙烧的方式形成催化剂i时，聚烯烃加氢裂解反应的c8~c15碳氢化合物选择性较低。
7、作为优选，所述催化剂i与催化剂ii的质量比为0.25~1:1。
8、在本专利技术的加氢裂解催化剂中，当催化剂i的占比过大时，会发生深度裂解，导致c8~c15碳氢化合物选择性下降，生成过量小分子碳氢化合物；而当催化剂ii的占比过大时，酸性位点不足，会造成催化聚烯烃加氢裂解的活性下降，生成较多的高碳蜡状物。本专利技术将催化剂i与催化剂ii的质量比设置为0.25~1:1，能够进一步提高c8~c15碳氢化合物的选择性。
9、作为优选，所述zrocl2·8h2o与(nh4)2so4的摩尔比为1:4~10。
10、通过提高(nh4)2so4相对于zrocl2·8h2o的用量，能够增加催化剂i中的强酸位点，进而提高催化剂活性。
11、作为优选，所述催化剂i中，ni单质的含量为2~30 wt%。
12、作为优选，所述载体为惰性载体。
13、进一步地，所述惰性载体为sio2和/或al2o3。
14、第二方面，本专利技术提供了一种所述加氢裂解催化剂的制备方法，包括以下步骤：
15、s1：将(nh4)2so4和zrocl2·8h2o混合研磨后，在有氧氛围中焙烧，得到催化剂i；
16、s2：将镍源溶液和载体混合后，进行还原焙烧，得到催化剂ii；
17、s3：将催化剂i和催化剂ii混合，得到加氢裂解催化剂。
18、作为优选，步骤s1中，所述有氧氛围为空气氛围；所述焙烧的温度为600~620 ℃，时间为4.5~5.5 h。
19、作为优选，步骤s2中，所述还原焙烧的过程在氢气氛围中进行，温度为600~650℃，时间为3~5 h。
20、第三方面，本专利技术提供了所述加氢裂解催化剂在催化聚烯烃加氢裂解制航空燃料中的应用，所述航空燃料是碳原子数为8~15个的碳氢化合物。
21、作为优选，所述应用包括以下步骤：将聚烯烃粉末与所述加氢裂解催化剂混合研磨后，通入氢气进行加氢裂解反应。
22、作为优选，所述催化聚烯烃加氢裂解制航空燃料的过程中，氢气压力为0.2~1mpa，反应温度为200~350 ℃。
23、作为优选，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或多种，重均分子量（mw）为150000~260000 da。
24、作为优选，所述催化聚烯烃加氢裂解制航空燃料的过程在固定床、流化床或高压釜内进行。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
26、（1）本专利技术的加氢裂解催化剂中，通过采用特定的催化剂i和催化剂ii复配，并采用(nh4)2so4和zrocl2·8h2o混合固相焙烧的方式形成催化剂i，能够在不使用贵金属元素的情况下，实现较高的催化活性，使聚烯烃加氢裂解反应得以在温和条件下进行，并具有较高的c8~c15碳氢化合物选择性，产物可满足航空燃料的碳原子数要求，实现较高的航空燃料收率。
27、（2）本专利技术的加氢裂解催化剂中，通过将催化剂i与催化剂ii之间的质量比设置为0.25~1:1，能够进一步提高c8~c15碳氢化合物选择性，使聚烯烃加氢裂解产物中具有更高含量的c8~c15碳氢化合物。
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1.一种制航空燃料的加氢裂解催化剂，其特征在于，包括催化剂I和催化剂II；所述催化剂I为介孔硫化氧化锆；所述催化剂II包括载体和负载在载体上的Ni单质；所述催化剂I由(NH4)2SO4和ZrOCl2·8H2O混合固相焙烧形成。
2.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述催化剂I与催化剂II的质量比为0.25~1:1。
3.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述ZrOCl2·8H2O与(NH4)2SO4的摩尔比为1:4~10。
4.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述催化剂II中，Ni单质的含量为2~30 wt%。
5.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述载体为惰性载体。
6.一种根据权利要求1~5之一所述加氢裂解催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述有氧氛围为空气氛围；所述焙烧的温度为600~620 ℃，时间为4.5~5.5 h。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特
9.根据权利要求1~5之一所述的加氢裂解催化剂在催化聚烯烃加氢裂解制航空燃料中的应用，其特征在于，所述航空燃料是碳原子数为8~15个的碳氢化合物。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述催化聚烯烃加氢裂解制航空燃料的过程中，氢气压力为0.2~1 Mpa，反应温度为200~350 ℃。
...【技术特征摘要】
1.一种制航空燃料的加氢裂解催化剂，其特征在于，包括催化剂i和催化剂ii；所述催化剂i为介孔硫化氧化锆；所述催化剂ii包括载体和负载在载体上的ni单质；所述催化剂i由(nh4)2so4和zrocl2·8h2o混合固相焙烧形成。
2.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述催化剂i与催化剂ii的质量比为0.25~1:1。
3.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述zrocl2·8h2o与(nh4)2so4的摩尔比为1:4~10。
4.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述催化剂ii中，ni单质的含量为2~30 wt%。
5.根据权利要求1所述的加氢裂解催化剂，其特征在于，所述载体为惰性载体。
6.一种根...
【专利技术属性】
技术研发人员：段金娣，王亮，秦雪迪，肖丰收，王成涛，周林，丁浩源，
申请(专利权)人：浙江省白马湖实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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