一种燃油蒸气催化氧化脱氧Pt/M-Y催化剂及其制备和应用

文档序号:25345345发布日期:2021-06-08 11:38阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种煤油蒸气催化氧化脱氧催化剂,其特征在于:催化剂为pt/m-y;m-y为含m元素的y型分子筛,m为h、na、k、cs、mg、ca、la、ce元素中的一种或二种以上,m在分子筛中的存在形式为离子态或氧化物中的一种或二种,负载于y型分子筛上;pt为铂,铂以单原子形式掺杂在y型分子筛晶体的骨架结构中;所述催化剂中,铂的质量含量为0.1-2%;m元素的质量含量为0.2-5%;y型分子筛的硅铝原子比,即si/al,为4-40。2.按照权利要求1所述催化剂,其特征在于:铂的存在状态为离子态、氧化态中的一种或两种。3.一种权利要求1或2所述催化剂的制备方法,其特征在于:催化剂制备分为以下步骤:1)导向剂制备:将铝源、氢氧化钠、去离子水按照m na2o:al2o3:n h2o的比例混合,充分搅拌10-30分钟至全部溶解,其中,m为5-12,n为50-120;将硅源、去离子水加入上述溶液,形成组成为t na2o:al2o3:s sio2:h h2o混合物,充分搅拌30-60分钟,将混合物放置于密闭容器中,在常温下静置12-48小时,得到导向剂;其中,t为5-12,s为8-16,h为100-300;2)晶化母液制备:将铝源、氢氧化钠、氢氧化四氨合铂、去离子水按照x na2o:al2o3:y pt:z h2o的摩尔比混合,搅拌10-30分钟至全部溶解,其中,x为0.2-6,y为0.01-0.2,z为10-60;将硅源、去离子水加入上述溶液,形成摩尔组成为k na2o:al2o3:w sio2:y pt:lh2o的混合物,充分搅拌30-60分钟,形成均匀的凝胶;其中,k为0.2-6,w为8-16,y为0.01-0.2,l为100-300;3)分子筛晶化:将步骤1)得到的导向剂缓慢加入步骤2)制备的凝胶中,导向剂与凝胶的体积比为1:8-1:12,强烈搅拌10-30分钟;将上述物料置于密闭的合成釜中,在室温下静置陈化12-48小时;然后升温至90-130℃,在自生压力下晶化10-36小时,以120-200℃/min的速率从晶化温度降温至室温,采用离心分离方式进行固液分离,使用去离子水充分洗涤固体产物至ph<9,将所得固体物质在100-130℃条件下干燥6-24小时,得到pt/na-y分子筛原粉;4)分子筛后处理:将步骤3)得到的pt/na-y分子筛原粉与0.6-1.2mol/l的nh4no3溶液按照1g:(10~20)ml的固液比混合,在搅拌条件下升温至70-90℃,在该温度下持续搅拌,保持0.5-5小时,离心分离,用去离子水对固体产物进行充分洗涤,将产物在100-120℃下干燥6-12小时,获得铵交换处理的pt/nh
4-y分子筛;将pt/nh
4-y分子筛置入马弗炉中,以1-5℃/min的升温速度升至450-500℃,在空气气氛中恒温焙烧2-5小时,得到pt/h-y分子筛;将pt/h-y分子筛与0.1-1.5mol/l的改性金属硝酸盐、盐酸盐或碳酸盐溶液进行等体积浸渍,改性金属为na、k、cs、mg、ca、la、ce中的一种或二种以上,浸渍完成后,在100-120℃下干燥6-12小时;将干燥的固体粉末转移至马弗炉中,以1-5℃/min的升温速度升至500-700
℃,在空气气氛中恒温焙烧2-5小时,得到pt/m-y分子筛粉末。4.根据权利要求3所述的催化剂制备方法,其特征在于:将pt/m-y分子筛粉末经压片成型、破碎、筛分后制成20-40目的颗粒催化剂;或者,通过挤条方式进行催化剂成型;或者,将该分子筛与聚乙二醇、铝溶胶和去离子水混合并球磨后制成浆液,将浆液涂敷到100-2000孔的蜂窝陶瓷载体上,经400-600℃焙烧制成蜂窝状整体型催化剂。5.根据权利要求3或4所述的催化剂制备方法,其特征在于:在反应前对催化剂进行活化:将成型后的催化剂置入适宜的反应器中,通入氢气或氢气与惰性气体的混合气,惰性气体为氮气、氦气、氩气中的一种或二种以上,混合气中氢气的摩尔浓度为5-99%,以1-10℃/min的升温速率从室温升温至300-550℃,活化1-3小时停止加热,在活化气氛中自然降温至常温,得到活化后的催化剂。6.根据权利要求3所述的催化剂制备方法,其特征在于:所述铝源为偏铝酸钠、硝酸铝、异丙醇铝、铝溶胶中的一种或二种以上,所述硅源为硅溶胶、硅酸钠、水玻璃、硅酸四乙酯、二氧化硅气凝胶、白炭黑中的一种或二种以上。7.一种权利要求1或2所述催化剂的应用,其特征在于:所述pt/m-y催化剂用于煤油蒸气催化氧化脱氧反应中。8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:煤油为rp-3煤油、火箭煤油或高密度合成煤油中的一种,煤油蒸气为存储该煤油的容器中液面上方空间内的气相物质。9.根据权利要求7或8所述的应用,其特征在于:所述煤油蒸气催化氧化脱氧反应过程中,催化剂的使用形式为将压片或挤条得到的颗粒状催化剂装填于反应器中形成固定床,或者,将蜂窝状整体型催化剂放置到反应器中形成整体床中的一种。10.根据权利要求7、8或9所述的应用,其特征在于:所述煤油蒸气原料通过催化剂床层的体积空速(ghsv)为300-10000h-1
;反应温度为150-350℃;反应体系的压力为0.1-2mpa。
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