[发明专利]临氢异构化催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种临氢异构化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们环保意识的增强以及环保法规的要求日益严格，目前人们对清洁汽油、柴油和高级润滑油等产品的需求不断增加，因而正构烷烃临氢异构化作为生产优质石油产品的技术倍受关注。

在汽油的生产中，利用加氢异构化技术可以提高辛烷值，而且异构化程度越高，越有利于提高辛烷值。特别是作为直馏汽油中含量较高的正庚烷的异构化，更具有重要意义。

通常直馏柴油或二次加工柴油中蜡含量较高，而加氢异构化可在保留其高十六烷值特性的基础上，能有效地将正构烷烃转化为低凝点的异构烷烃，达到改善柴油低温流动性的目的，而且能保持较高的产品收率。

通过长链正构烷烃的异构化，可制取低倾点、高粘度指数、低挥发度的润滑油组分，是生产高级润滑油基础油的理想方法。但必须限制过高的异构化程度，所以要求异构化催化剂，能选择性地将长链正构烷烃异构化为同碳数的单侧链烷烃，变为理想组分保留在基础油馏分中，达到降低倾点的目的，同时保持高粘度指数和高基础油收率。

正构烷烃临氢异构化催化剂是一种双功能催化剂，由金属位提供加氢/脱氢功能，酸性载体提供异构化/裂化的酸性位。只有该催化剂的金属中心的加氢脱氢功能和酸催化的异构化重排功能达到一定的平衡，才能使异构烃的产率最佳。

硅磷铝分子筛SAPO-11是由美国UCC公司于1984年首先合成的(USP4,440,871)。该分子筛是由AlO₄、PO₄和SiO₄三种四面体单元构成的三维骨架结构，含有可交换的阳离子，其骨架呈负电性，并具有质子酸性。SAPO-11结构类型与AlPO₄-11相当，属斜方晶系，具有中等孔径结构，孔分布集中在0.6nm，主孔道由椭圆的10员环构成，直径为6.3×3.9 ，它对烷烃骨架异构化具有独特的催化性能。关于利用磷酸硅铝分子筛作为载体的异构化催化剂在很多文献专利中已有报导。

US5,135,638、US5,833,837、US6,702,937都报道了利用临氢异构化催化剂生产润滑油的方法，其中使用较多的是SAPO系列分子筛，利用其适宜的酸性中心强度以及具有非交叉一维孔道中孔结构，将高碳数正构烷烃转化为异构烷烃。由于SAPO系列分子筛在烷烃异构化反应上表现出了优异的性能，很多专利中都将其用作临氢异构化催化剂并着手通过一定的处理方法提高SAPO系列分子筛的反应性能。

CN1721074A公开了一种临氢异构化催化剂及其制备方法。该专利申请采用酸性溶液对磷酸硅铝分子筛进行改性，疏通了分子筛的孔道，改变了载体分子筛的孔径和孔容，使异构化选择性和异构化产物收率明显提高。但是该专利申请在达到这么高收率的时候其贵金属含量仍然在0.5wt％以上。

CN1332760C公开了一种稀土磷酸硅铝分子筛及其合成方法。该专利是将含稀土的氧化物在制备分子筛的过程中引入进去，从而得到一种新型的晶体结构。该专利并没有公开将该分子筛用于制备临氢异构化催化剂中。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种贵金属含量较低的用于正构烷烃临氢异构化的催化剂。本发明的第二目的在于提供该催化剂的制备方法。本发明的第三目的在于提供该催化剂在正构烷烃临氢异构化反应中的应用。

实现本发明第一目的的技术方案是：一种临氢异构化催化剂，包括载体和活性组分，该催化剂由载体浸入活性组分的浸渍液中浸渍、干燥、焙烧后制得；其中载体为助剂改性的磷酸硅铝分子筛，改性的磷酸硅铝分子筛由磷酸硅铝分子筛经过焙烧而脱除模板剂，然后在助剂中浸渍、干燥、研磨后再培烧而得到，助剂为含有稀土元素的可溶性盐溶液，其中稀土元素的重量为催化剂总重量的0.01％～1％。活性成分为Pt和/或Pd，活性组分的重量为催化剂总重量的0.15％～0.3％。

上述磷酸硅铝分子筛为SAPO-11分子筛。上述稀土元素为La、Ce、Pr、Sm、Tb以及Dy中的一种或者两种，优选La或者Ce。

实现本发明第二目的的技术方案是：本发明的正构烷烃临氢异构化催化剂的制备方法具有以下步骤：

①将磷酸硅铝分子筛在200℃～600℃下焙烧2h～8h，脱除模板剂后浸入含有稀土元素的可溶性盐溶液中浸渍4h～12h，然后在100℃～120℃干燥4h～12h，再研磨4～12h，最后在300℃～500℃下焙烧2h～8h即得助剂改性的磷酸硅铝分子筛。