本發(fā)明屬于復(fù)合催化劑，具體涉及一種鈦復(fù)合催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、我國70％以上的商品汽油原料來自催化裂化汽油，催化裂化作為石油加工的核心過程，對下游化工產(chǎn)業(yè)鏈提供輕質(zhì)油品原料有著重要影響。隨著技術(shù)進步和原料油的重質(zhì)化，催化裂化的原料適用范圍逐步拓寬，從柴油餾分和減壓餾分油到摻量脫瀝青、焦化餾分油、減黏裂化重油、頁巖油、煤焦油甚至常壓渣油或減壓渣油等，重質(zhì)原油的加工仍然是重點研究方向。

2、近年來，催化裂化工藝在工藝研發(fā)方面，將更加重視針對不同結(jié)構(gòu)的組分特性，選取難裂化組分進行改質(zhì)，形成組合加工路線。例如深入研究重質(zhì)油品的分子結(jié)構(gòu)，針對結(jié)構(gòu)特點，形成組合工藝技術(shù)；針對不同生物油混合進料效果持續(xù)進行研究，選取氧含量過高組分改質(zhì)，形成生物原料加工路線。

3、在催化劑研發(fā)方面，更加體現(xiàn)個性化需求。通過先進基質(zhì)、催化材料的開發(fā)，將介微孔分子篩和中大孔基質(zhì)的有效組合，同時組合重金屬捕集技術(shù)，實現(xiàn)降低焦炭、干氣、油漿收率和提高汽柴油、低碳烯烴等高附加產(chǎn)品的目標。現(xiàn)有技術(shù)中，重油的轉(zhuǎn)化率一般低于80％，如何改進催化劑，提高重油轉(zhuǎn)化率，是產(chǎn)業(yè)研究的重點之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鈦復(fù)合催化劑及其制備方法與應(yīng)用，通過催化劑載體負載氮化碳和偏鈦酸制備出鈦復(fù)合催化劑，有助于在重油裂化催化中的提高重油的轉(zhuǎn)化率。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，包括如下步驟：

4、步驟1：向反應(yīng)釜中加入氟化銨、六水合硝酸鎳和去離子水，攪拌混合后再加入尿素，200-300r/min攪拌10-20min，再向反應(yīng)釜中加入預(yù)處理泡沫鎳顆粒，在130-140℃的條件下攪拌反應(yīng)8-10h，自然冷卻，過濾，將產(chǎn)物顆粒用去離子水洗滌2-3次，真空干燥，然后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中，在480-500℃的條件下煅燒1.5-2h，得到粗糙化泡沫鎳顆粒。

5、步驟2：在35℃和200-300r/min的攪拌條件下，向反應(yīng)釜中加入氫氧化鉀、去離子水和1，6-己二胺，攪拌5-10min后再加入偏鋁酸鈉，攪拌20-30min后再加入氣相二氧化硅，繼續(xù)攪拌20-30min，然后向反應(yīng)釜中加入粗糙化泡沫鎳顆粒和作為晶種的zsm-5納米沸石，攪拌3-3.5h后將混合液轉(zhuǎn)移至晶化釜中，在100-105℃和300-500r/min的條件下預(yù)晶化24h，160-165℃晶化48h，將晶化后的產(chǎn)物過濾取出，轉(zhuǎn)移至馬弗爐中，在600℃的條件下保溫10-12h，自然冷卻，將顆粒用去離子水超聲清洗5-10min，真空干燥，得到催化劑載體。

6、步驟3：將催化劑載體和裝有三聚氰胺的坩堝轉(zhuǎn)移至馬弗爐中，在氬氣保護下，按照4-5℃/min的速率升溫至320-350℃，保溫10-12h，自然冷卻，將顆粒取出后用無水乙醇超聲清洗5-10min，真空干燥，得到負載有氮化碳納米片的半成品催化劑。

7、步驟4：將硫酸氧鈦和去離子水加入反應(yīng)釜中攪拌溶解，再向反應(yīng)釜中加入無水乙醇和半成品催化劑，超聲分散15-20min，真空浸漬2-3h，使t?io2+充分吸附到半成品催化劑表面的孔隙中，然后向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量分數(shù)為25％的氨水，在140-150℃的條件下反應(yīng)10-12h，自然冷卻，過濾，將顆粒用去離子水和無水乙醇分別洗滌3-5次，真空干燥，得到鈦復(fù)合催化劑，完成鈦復(fù)合催化劑的制備方法。

8、進一步地，預(yù)處理泡沫鎳顆粒通過如下步驟制備：

9、將粒徑為0.3-0.5cm的泡沫鎳顆粒用摩爾濃度為3mo?l/l的鹽酸溶液超聲清洗5-10min，除去其表面的氧化膜，然后用去離子水洗滌至最后一次洗滌液呈中性，烘干，得到預(yù)處理泡沫鎳顆粒。

10、進一步地，氟化銨、六水合硝酸鎳、去離子水、尿素和預(yù)處理泡沫鎳顆粒的用量比為0.24-0.25g：5.8-6g：50ml：0.48-0.5g：5g。

11、進一步地，氫氧化鉀、去離子水、1，6-己二胺、偏鋁酸鈉、氣相二氧化硅、粗糙化泡沫鎳顆粒和zsm-5納米沸石的質(zhì)量比為5：800：14.5-15：0.55-0.6：60：60：15。

12、進一步地，催化劑載體和三聚氰胺的質(zhì)量比為4-5：1。

13、進一步地，硫酸氧鈦、去離子水、無水乙醇、半成品催化劑和氨水的用量比為10g：55ml：15-25ml：5g：0.05-0.06ml。

14、該鈦復(fù)合催化劑可應(yīng)用于重油的催化裂化。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、本發(fā)明鈦復(fù)合催化劑表現(xiàn)出更好的重油催化裂化能力，有助于提高原料油的轉(zhuǎn)化率。

17、該鈦復(fù)合催化劑制備過程中，在預(yù)處理泡沫鎳顆粒表面沉積納米氧化鎳，納米氧化鎳呈現(xiàn)出片狀結(jié)構(gòu)，使粗糙化泡沫鎳的表面具有更多的不平整和孔隙結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)為后續(xù)納米沸石提供了更多的附著點和更大的接觸面積，促進了納米沸石在其上的均勻分布和牢固結(jié)合，從而制備出具有更大比表面積的催化劑載體，有助于負載更多的納米氮化碳。

18、催化劑載體表面的納米沸石以zsm-5納米沸石為晶種，因此呈現(xiàn)出空心結(jié)構(gòu)，有助于吸附更多的t?io2+，然后水解生成細小的偏鈦酸晶核并固定在該空心結(jié)構(gòu)中，有助于提高該鈦復(fù)合催化劑的穩(wěn)定性和活性。

19、氮化碳具有優(yōu)異的電子傳導(dǎo)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠促進重油分子的裂解和轉(zhuǎn)化。偏鈦酸則提供了更多的酸性位點和催化活性中心，有助于加速重油分子的裂化反應(yīng)。而催化劑載體則作為這些活性組分的支撐和分散劑，確保了它們在反應(yīng)過程中的均勻分布和高效利用。因此，這三者的結(jié)合能夠顯著提高重油催化裂化的轉(zhuǎn)化率，提高催化裂化產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。

技術(shù)特征：

1.一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑載體和三聚氰胺的質(zhì)量比為4-5：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述硫酸氧鈦、去離子水、無水乙醇、半成品催化劑和氨水的用量比為10g：55ml：15-25ml：5g：0.05-0.06ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑載體通過如下步驟制備：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鉀、去離子水、1，6-己二胺、偏鋁酸鈉、氣相二氧化硅、粗糙化泡沫鎳顆粒和zsm-5納米沸石的質(zhì)量比為5：800：14.5-15：0.55-0.6：60：60：15。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述粗糙化泡沫鎳顆粒通過如下步驟制備：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述氟化銨、六水合硝酸鎳、去離子水、尿素和預(yù)處理泡沫鎳顆粒的用量比為0.24-0.25g：5.8-6g：50ml：0.48-0.5g：5g。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于，所述預(yù)處理泡沫鎳顆粒通過如下步驟制備：

9.一種鈦復(fù)合催化劑，其特征在于，通過權(quán)利要求1-8中任意一項所述一種鈦復(fù)合催化劑的制備方法制得。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鈦復(fù)合催化劑在重油裂化催化中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鈦復(fù)合催化劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于復(fù)合催化劑技術(shù)領(lǐng)域，將催化劑載體和裝有三聚氰胺的坩堝轉(zhuǎn)移至馬弗爐中加熱處理，得到負載有氮化碳納米片的半成品催化劑，將硫酸氧鈦和去離子水加入反應(yīng)釜中攪拌溶解，再加入無水乙醇和半成品催化劑，超聲分散后真空浸漬，滴加氨水保溫反應(yīng)，得到鈦復(fù)合催化劑；氮化碳具有優(yōu)異的電子傳導(dǎo)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠促進重油分子的裂解和轉(zhuǎn)化；偏鈦酸則提供了更多的酸性位點和催化活性中心，有助于加速重油分子的裂化反應(yīng)；催化劑載體則作為這些活性組分的支撐和分散劑，這三者的結(jié)合能夠顯著提高重油催化裂化的轉(zhuǎn)化率，提高催化裂化產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。

技術(shù)研發(fā)人員：李其洋
受保護的技術(shù)使用者：廣東荷粵新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15