专利摘要

本发明公开了一种通过氢气还原三氧化钼与次磷酸铵制备负载型和非负载型磷化钼(MoP)催化剂的方法。本发明将三氧化钼与次磷酸铵为反应原料，加入氨水中溶解，经过简单的低温干燥得前驱体粉末，将前驱体粉末在氢气气氛下和相对低的还原温度下还原得非负载磷化钼催化剂；本发明将三氧化钼和次磷酸铵加入氨水中得浸渍液，将浸渍液浸渍到载体上，干燥后在氢气保护下升温还原，还得负载型磷化钼催化剂。本发明制备工艺简单，合成温度低，合成周期短，得到的磷化钼催化剂无需水洗，颗粒相对较小，加氢活性高。

权利要求

1.一种免水洗非负载型磷化钼催化剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

（1）称取分析纯次磷酸铵和三氧化钼，两者在室温下依次溶于氨水中并搅拌20~40分钟使之充分溶解，溶液在室温下干燥6~24小时后再于50~70℃高温烘干，烘干后得前驱体粉末；所述的次磷酸铵和三氧化钼中磷与钼的摩尔量之比是1.0~1.5：1；

（2）将前驱体粉末研磨后置于还原管内，通入氢气，在氢气保护下升温还原，升温还原是以1~2℃/min升温速率，从室温升温至500~550℃，并在500~550℃下保温2~4小时；所述的通入氢气的流量为80~150mL/min，反应后无需水性，得到免水洗非负载型磷化钼催化剂。

2.如权利要求1所述的免水洗非负载型催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的烘干时间为10~24小时。

3.一种免水洗负载型磷化钼催化剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

（1）称取分析纯次磷酸铵和三氧化钼，两者在室温下依次加入氨水中，搅拌溶解后得澄清的浸渍液，将澄清的浸渍液浸渍到载体上，在室温下干燥后再置于50~70℃烘箱中干燥，得干燥粉末；次磷酸铵和三氧化钼中磷与钼的摩尔量之比是1.0~1.5:1；

（2）将干燥粉末置于还原管内，通入氢气，在氢气保护下升温还原，升温还原是以1~2℃/min升温速率，从室温升温至500~550℃，并在500~550℃下保持2~4小时；所述的通入氢气的流量为80~150mL/min，还原后得负载型磷化钼催化剂。

4.如权利要求3所述的免水洗负载型催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的载体为二氧化硅或多孔沸石；所述的多孔沸石为多孔ZSM-5沸石、多孔Beta沸石、多孔Y沸石、丝光沸石、钛硅沸石中的一种。

5.如权利要求3所述的免水洗负载型催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的室温干燥时间10~24小时；烘箱干燥时间为10~24小时。

6.如权利要求3所述的免水洗负载型催化剂的制备方法，其特征在于：负载型的磷化钼催化剂中钼金属的负载量为催化剂质量的1~30wt.%。

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，涉及一种磷化钼催化剂的制备方法，更具体的，涉及一种非负载型和负载型磷化钼催化剂的制备方法。

背景技术

随着世界范围内原油质量的不断下降，原油中重组分含量比重增加，以及环保法规的日益严格，世界各国对油品质量均提出了新的要求。我国于2013年6月8日发布了《车用柴油(Ⅴ)》国家标准，至2018年1月1日，明确规定燃油中硫含量需小于10ppm，多环芳烃的含量不高于11％，十六烷值不小于43。为了达到如此高的燃油标准，各个炼油厂均在寻找一种新型高效的加氢精制催化剂用于代替传统的金属硫化物催化剂。金属磷化物催化剂如磷化镍、磷化钼等由于其优异的加氢性能得到了广泛关注(Journal ofCatalysis 216(2003)343–352,Journal ofCatalysis 258(2008)393–400)。

制备磷化钼催化剂的方法有很多，其中最广泛使用的方法是程序升温还原法。以钼酸铵和磷酸铵为原料，经过500℃煅烧形成氧化前驱体，然后再在650℃下程序升温还原得到MoP催化剂(申请号：201210421950.2)。磷酸铵中P-O键能太强，必须经过高温才能破坏P-O键，因此所需温度高，步骤繁琐。另外，专利(ZL200910070122.7、ZL200910070457.9和ZL200910070458.3)在氮气氛围中用次磷酸盐前驱体热分解产生还原性磷化氢气体还原钼物种制备磷化钼，但均需要水洗才能得到的纯的磷化钼相，这是由于次磷酸盐在氮气气氛中热分解不充分会生成一些难还原的磷酸盐，引入到催化剂体系中，必须要经过水洗才能得到纯净的磷化钼相。而本发明中利用三氧化钼与次磷酸铵为原料，经低温干燥后即可制备前驱体，将前驱体直接还原或负载在载体上后用氢气还原，无需经过水洗便可得到纯净的磷化钼催化剂，方法简单。

发明内容

本发明提出一种使用三氧化钼与次磷酸铵制备磷化钼催化剂的新方法，将氧化钼与次磷酸铵溶于氨水中得前驱体溶液，蒸干后得前驱体，用氢气还原前驱体便可得到非负载型的磷化钼(MoP)催化剂。或将前驱体溶液浸渍二氧化硅或多孔沸石载体上，低温干燥后直接还原，便可制备负载型的磷化钼(MoP)催化剂。

本发明的特点在于所采用的步骤相对简单，催化剂的还原温度相对较低，制备过程中没有杂原子参与，无需水洗，所采用的原料价格低、安全，所需设备简单，非常适合大规模生产。

磷化钼催化剂具体技术方案如下：

非负载型磷化钼(MoP)催化剂制备步骤为：

(1)按磷与钼的摩尔量之比1.0～1.5:1，称取分析纯次磷酸铵和三氧化钼，将两者在室温下依次溶于氨水中，并搅拌20～40分钟使之充分溶解，溶解后的溶液在室温下干燥6～24小时后再在50～70℃温度下烘干10～24小时，烘干后得前驱体粉末；

(2)将前驱体粉末研磨后置于还原管内，以80～150mL/min流量通入氢气，在氢气保护下以1～2℃/min升温速率从室温升温至500～600℃，并在500～600℃下保持2～4小时，还原后得到非负载型磷化钼催化剂。

负载型磷化钼催化剂的制备步骤为：

(1)按磷与钼的摩尔量之比1.0～1.5:1，称取分析纯次磷酸铵和三氧化钼，将两者在室温下依次加入氨水中，搅拌溶解后得澄清的浸渍液，将澄清的浸渍液浸渍到载体上，在室温下干燥10～24小时后再置于烘箱中干燥，烘箱干燥温度为50～70℃，干燥时间为10～24小时，得干燥粉末；

(2)将干燥粉末置于还原管内，以80～150mL/min流量通入氢气，在氢气保护下以1～2℃/min升温速率从室温升温至500～600℃，并在500～600℃下保持2～4小时，还原后得到负载型磷化钼催化剂。

负载型磷化钼催化剂中载体为二氧化硅或多孔沸石，所述的多孔沸石为多孔ZSM-5沸石、多孔Beta沸石、多孔Y沸石、丝光沸石、钛硅沸石中的任一种。

负载型的磷化钼催化剂中钼金属的负载量为催化剂质量的1～30wt.％。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明采用三氧化钼与次磷酸铵为钼源和磷源，经过低温烘干后，直接用氢气在相对较低的温度(500～600℃)下还原得非负载型磷化钼催化剂，或将次磷酸铵和三氧化钼制得的浸渍液浸渍在载体上，干燥、还原，得负载型磷化钼催化剂，本发明所采用的原料价格低、安全，所需设备简单，非常适合大规模生产；

(2)本发明采用氢气还原次磷酸铵和三氧化钼，氢气既可以作为还原剂还原次磷酸铵又可以使次磷酸铵分解产生磷化氢，避免了次磷酸铵分解过程中产生的难还原的磷酸盐，并且次磷酸铵(NH4H2PO2)和三氧化钼(MoO3)在氢气下还原，铵根离子会被还原成氮气，氧离子会被还原成氧气或是与氢离子作用生成水，因此，本发明的产物后无需水洗便能得到磷化钼催化剂；

(3)本发明使用次磷酸铵为磷源，其在低温下便能被还原，进而与还原的钼形成磷化钼，所以本发明中只需相对较低还原温度便可制备磷化钼催化剂，并且制备周期短，制得的磷化钼颗粒相对较小，加氢活性高，可广泛用于石油炼制过程中的加氢过程。

附图说明

图1为非负载型MoP催化剂(实施例1)的粉末X射线衍射图。

图2为二氧化硅负载的MoP催化剂(实施例5)的粉末X射线衍射图。

具体实施方式

实施例1

首先在室温条件下将9g三氧化钼与5.4g次磷酸铵溶于20mL氨水，搅拌30min后使之溶解至澄清溶液，溶液在室温下干燥10小时后放入60℃烘箱烘干。将得到的白色固体研磨成粉然后放入石英反应器内并通入氢气还原。氢气流量保持在100mL/min。石英反应器从室温加热到550℃，升温速率2℃/min。在550℃保持3小时。还原完成后自然冷却到室温便得到了非负载型MoP催化剂。

实施例2

首先在室温条件下将9g三氧化钼与8.1g次磷酸铵溶于20mL氨水，搅拌20min后使之溶解至澄清溶液，溶液在室温下干燥24小时后放入50℃烘箱烘干。将得到的白色固体研磨成粉然后放入石英反应器内并通入氢气还原。氢气流量保持在100mL/min。石英反应器从室温加热到600℃，升温速率2℃/min。在600℃保持3小时。还原完成后自然冷却到室温便得到了非负载型MoP催化剂。

实施例3

首先在室温条件下将9g三氧化钼与8.1g次磷酸铵溶于20mL氨水，搅拌40min后使之溶解至澄清溶液，溶液在室温下干燥6小时后放入70℃烘箱烘干。将得到的白色固体研磨成粉然后放入石英反应器内并通入氢气还原。氢气流量保持在150mL/min。石英反应器从室温加热到600℃，升温速率1℃/min。在600℃保持3小时。还原完成后自然冷却到室温便得到了非负载型MoP催化剂。

实施例4

首先将0.15g三氧化钼与0.09g次磷酸铵溶于1.5mL氨水，经过充分溶解后浸渍到1gSiO2上。室温干燥10小时后放入70℃烘箱干燥12小时。得到白色固体研磨成粉，放入石英反应器内并通入氢气还原。氢气流量保持在100mL/min。石英反应器从室温加热到550℃，升温速率2℃/min。在550℃保持3小时。还原完成后自然冷却到室温便得到了Mo的负载量为10wt.％的MoP/SiO2催化剂。

实施例5

首先将0.30g三氧化钼与0.18g次磷酸铵溶于1.5mL氨水，经过充分溶解后浸渍到1gSiO2上。室温干燥10小时后放入70℃烘箱干燥12小时。得到白色固体研磨成粉，放入石英反应器内并通入氢气还原。氢气流量保持在100mL/min。石英反应器从室温加热到550℃，升温速率2℃/min。在550℃保持3小时。还原完成后自然冷却到室温便得到了Mo的负载量为20wt.％的MoP/SiO2催化剂。

实施例6

首先将0.45g三氧化钼与0.27g次磷酸铵溶于1.5mL氨水，经过充分溶解后浸渍到1gSiO2上。室温干燥10小时后放入70℃烘箱干燥12小时。得到白色固体研磨成粉，放入石英反应器内并通入氢气还原。氢气流量保持在150mL/min。石英反应器从室温加热到550℃，升温速率1℃/min。在550℃保持3小时。还原完成后自然冷却到室温便得到了Mo的负载量为30wt.％的MoP/SiO2催化剂。

图1为根据实施例1制备的非负载型MoP催化剂的粉末X射线衍射图。图2为根据实施例5制备的负载型MoP催化剂的X射线粉末衍射图。从图1中可知，实施例1制备的催化剂在衍射峰20-80°具有典型的MoP特征衍射峰，说明按照实施例1制备的催化剂是非负载型MoP催化剂，即本体磷化钼催化剂。实施例5制备的催化剂也在衍射峰20-80°出现了MoP的特征衍射峰，说明按照实施例5可以合成负载型的磷化钼催化剂。

一种磷化钼催化剂的制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。