[发明专利]固体超强酸双功能催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体超强酸双功能催化剂，更具体地说，涉及一种含有加氢/脱氢金属组分的固体超强酸双功能催化剂。

背景技术

直链烷烃异构化反应工艺是石油炼制工业中重要的工艺过程。汽油馏程范围内，直链烷烃的辛烷值很低，无法作为汽油的有效调和组分，直链烷烃经骨架异构化反应得到的支链烷烃则具有高辛烷值，是新配方汽油的重要调和组分。另外，正丁烷异构化反应的产物异丁烷是烷基化工艺的主要原料之一。

目前的直链烷烃异构化反应方法一般采用负载加氢/脱氢金属组分的固体酸或固体超强酸双功能催化剂，在温度为150-300℃，压力为1.0-5.0MPa，存在氢气的条件下，直链烷烃与催化剂接触进行骨架异构化反应得到相应的支链烷烃。按所用的异构化催化剂的不同，直链烷烃的异构化方法主要分成三大类：第一类采用含加氢/脱氢金属组分的氯化氧化铝催化剂，此类异构化方法的反应温度低，反应的平衡转化率高、产物选择性好。第二类采用含加氢/脱氢金属组分的分子筛催化剂，这类异构化反应方法的反应温度高，由于高温不利于骨架异构反应，因此反应的平衡转化率低，产物选择性差。第三类采用含加氢/脱氢金属组分的固体超强酸(一般为负载SO₄^2-酸根的氧化锆)，这类催化剂反应时的温度中等，因此反应的平衡转化率较高，产物选择性较好。

US5157199公开了一种C₄-C₆直链烷烃的异构化反应方法，采用的催化剂为Pt-SO₄^＝/ZrO₂，C₄-C₆直链烷烃在温度为200℃、压力为790Kpa、H₂/烷烃的摩尔比为4.5∶1的条件下进行骨架异构化反应，需要在反应物料中加入0.1-0.8wt％的金刚烷(C₁₀H₁₆)作为反应助剂。

US5905181公开了一种C₁₀-C₄₀直链烷烃的异构化反应方法。采用固体酸催化剂，反应物料中加入了5-50000PPm的含氮化合物，如胺。反应条件为：温度为250-500℃，压力为1-25000Kpa，H₂/烷烃的摩尔比为(0.1-10)∶1。反应物料中加入了含氮化合物后可以使催化剂抗硫，并改善反应的选择性。

US5057471公开了一种直链烷烃的异构化反应方法，采用的催化剂为负载金属铂Pt的丝光沸石。直链烷烃在温度为250℃、压力为30atm、H₂/烷烃的摩尔比为1∶1的条件下进行骨架异构化反应生成支链烷烃。

US5095169和US5107054公开的直链烷烃的异构化反应的方法中均采用负载金属铂的β分子筛和MCM-22分子筛为催化剂。烷基化反应条件为：温度为200-350℃、压力为1-70atm、H₂/烷烃的摩尔比为(0.1-10)∶1。

US5391532公开了一种直链烷烃的异构化反应方法。采用的催化剂为Pt-杂多酸或盐/载体，所述的载体选自SiO₂、γ-Al₂O₃、ZrO₂和无定型SiO₂-Al₂O₃中的一种或几种的混合物。

US6080904公开了一种直链烷烃的异构化催化剂及方法。所用的催化剂为Pt-w/ZrO₂。异构化反应操作条件为：温度为93-425℃，压力为1-7000Kpa，H₂/烷烃的摩尔比为0.1-10。

EP365147A、EP547791A公开了一种固体超强酸双功能催化剂的制备方法。首先制备氧化锆，然后用硫酸铵溶液浸渍氧化锆，干燥后再用氯铂酸浸渍硫酸根负载的氧化锆，经过干燥和焙烧后，最后制备成Pt-SO₄^2-/ZrO₂催化剂。