[发明专利]一种固体酸烷基化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体酸烷基化的方法。

背景技术

烷基化反应是石油炼制工业中生产高辛烷值汽油组分的重要过程，烷基化油作为理想的高辛烷值汽油调和组分，具有辛烷值高，敏感度低，雷德法蒸汽压低，硫含量低，并且不含烯烃、芳烃的特点。

目前工业应用的烷基化油生产工艺主要有硫酸法和氢氟酸法烷基化工艺，但是由于硫酸和氢氟酸本身的腐蚀性、毒性以及工艺流程中废酸排放对环境的危害，造成烷基化油生产企业的安全环保压力日益增加。为此，上世纪八十年代以来，全球许多较大的石油公司和科研机构一直致力于固体酸烷基化工艺的研究和开发，希望环境友好的固体酸工艺能够替代液体酸工艺。

固体酸烷基化工艺的核心是性能优良的固体酸催化剂的开发，目前固体酸烷基化催化剂主要分为四类：金属卤化物、固体超强酸、负载型杂多酸和分子筛。固体酸催化剂相对液体酸催化剂具有稳定性好、不腐蚀设备、对环境污染少、易与产品分离、便于运输等的优点，其中分子筛催化剂因其比表面积大、酸性位多、酸性可调、热稳定性好、择形催化，在石化领域得到广泛的应用。

用于异丁烷与丁烯烷基化的分子筛催化剂在烷基化反应过程中存在失活较快、单程寿命短的问题，因此固体酸烷基化催化剂的可再生性能至关重要。

中国专利CN102553636A公开了一种改性分子筛烷基化催化剂，改性分子筛为HY、HUSY、Hβ分子筛中的一种或者几种与基体材料混合而成。

美国专利US5986158公开了一种负载氢化功能金属的Y或β分子筛催化剂，以氢化功能金属为0.5％Pt的USY分子筛，催化剂的单程寿命为4-10h。负载氢化功能金属的沸石分子筛催化剂可以在临氢条件下再生。

中国专利CN1174806C公开了一种负载氢化功能金属的固体酸烷基化催化剂，其中直径40～8000nm的催化剂孔中的体积与催化剂颗粒长度之比为0.01-0.90mL/(g·mm)，并且催化剂的总孔体积至少为0.20mL/g。在上述孔特征范围内的催化剂具有更好的稳定性。

中国专利CN104588075A公开了一种烷基化催化剂的制备方法，将固体酸用含第Ⅷ族贵金属离子的浸渍液或者含第Ⅷ族贵金属离子和过渡金属离子的浸渍液浸渍，其中浸渍液中含有第Ⅷ族贵金属离子含量的3-4倍重量的Cl^-；浸渍液根据总负载量分两次浸渍，并且每次浸渍需要干燥、焙烧后再进行下次的浸渍。该方法制备的催化剂，在异丁烷/丁烯烷基化反应中显示出很高的稳定性。

中国专利CN1768943A公开了一种含硅铝酸盐分子筛及其制备方法和应用，Y型沸石含有较强的酸性中心可以增加催化剂的裂解活性，但是传统的离子交换法和浸渍法引入金属组分，会导致分子筛的表面积和酸性的降低。在催化剂制备过程中将加氢金属组分负载到载体上，经干燥焙烧后，再与其他物料混合成型活化，得到催化剂，克服了催化剂加氢金属不能与分子筛完全隔离的问题，进一步促进分子筛性能的发挥，提高催化剂选择性。

中国专利CN104096586A公开了一种USY分子筛改性方法，酸(碱)或络合物与分子筛作用会发生单纯的脱铝，HCl、HNO₃和H₂SO₄依靠H⁺脱铝，结晶度下降较大，必须严格控制酸浓度和改性时间。

综上所述，固体酸烷基化催化剂寿命较短，需要提高催化剂的再生性能，因此催化剂一般引入加氢金属，但是引入加氢金属会导致催化剂的物化性能降低，破坏分子筛的晶体结构，导致分子筛的酸性降低。目前固体酸烷基化技术由于催化剂的寿命短易失活原因，还未实现工业化，因此提高固体酸烷基化催化剂的稳定性和再生性能的改进空间还很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种固体酸烷基化的方法，以解决现有技术中固体酸烷基化催化剂引入加氢金属会导致其物化性能降低，破坏分子筛的晶体结构，分子筛酸性降低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种固体酸烷基化的方法，该方法包括在烷基化反应的条件下将可烷基化物、烷基化剂与烷基化催化剂接触进行烷基化反应，所述烷基化催化剂的制备方法包括：将固体酸用含有过渡金属前驱体的浸渍液进行浸渍然后干燥，其中所述固体酸与所述浸渍液的质量比为1：(1-5)，在进行所述浸渍之前所述浸渍液的pH值被调节为3-13。

优选地，所述固体酸包括分子筛与无机氧化物基质，固体酸中所述分子筛的含量为60-90重量％。