[发明专利]一种固体酸烷基化催化剂的制备方法

说明书

一种固体酸烷基化催化剂的成型方法，其特征在于包括将分子筛与pH5、颗粒粒度在20～300nm、氧化铝浓度为5‑20％的酸性铝溶胶混碾并挤条成型的步骤。该方法简单易施，不会影响分子筛的比表面积和孔道，不破坏分子筛的酸性，所得到的成型剂具有较高的强度，且在烷基化反应、特别是异丁烷/丁烯烷基化反应中显示出很高的活性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种固体酸烷基化的制备方法，得到的催化剂及其应用。

背景技术

异丁烷与丁烯的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，这种烷基化油作为理想的高辛烷值汽油调合组分，具有辛烷值高，敏感度低，雷德法蒸汽压低，并且不含烯烃、芳烃，硫含量低的特点。

固体酸烷基化技术是一种绿色烷基化技术，是目前最有前景的烷基化技术。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。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。

人工合成的分子筛一般是粉体形式，为达到工业应用的目的，分子筛往往需要和粘结剂混合，然后成型成各种工业应用所需要的形状。工业应用要求成型催化剂样品具有一定的强度，并且分子筛的原有性质，如比表面积、酸性等能够最大限度的保留，这就对粘结剂和成型方法提出了要求，氧化铝由于其比表面积高、耐压强度好以及适宜的酸碱性，是常用的粘结剂。而成型方法通常是将分子筛和氧化铝混合，加入硝酸，然后混捏、挤出成型(例如CN104857984A、CN101439293A、CN101537369A等)。如此方法成型的催化剂虽然具有较好的强度，但是由于硝酸的强酸性，会对分子筛的结构有所破坏，降低催化剂的表面积和孔容，尤其对硅铝比低的分子筛，如X、Y等，会造成骨架脱铝，大大降低分子筛的结晶度和酸性。

发明内容

常规催化剂的成型过程会对分子筛烷基化催化剂造成较大的破坏，降低分子筛的结晶度和酸量，进而影响分子筛的烷基化活性和稳定性，因此改进成型方法提高分子筛烷基化催化剂的活性和稳定性意义重大。

本发明人通过大量的试验发现，当以纳米尺度的酸性铝溶胶作为粘结剂时，不必再加入硝酸和柠檬酸等胶溶剂，即可获得强度较高的催化剂，且由于纳米尺度氧化铝的高分散性，使得分子筛分散均匀，酸性位均匀，进而烷基化活性和稳定性均较高。基于此，形成本发明。

因此，本发明的目的是提供一种强度较高、酸性位均匀的固体酸催化剂的制备方法并提供所制备的固体酸催化剂在烷基化反应中的应用。

一种固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括将分子筛与pH5、颗粒粒度在20～300nm、氧化铝浓度为5-20％的酸性铝溶胶混碾并挤条成型的步骤。

一种固体酸烷基化催化剂，是采用上述制备方法得到。

一种烷基化反应方法，是将异构烷烃和烯烃作为烷基化原料与一种固体酸催化剂接触进行烷基化反应，其特征在于所述的固体酸催化剂是采用包括下述步骤的方法成型的：将分子筛与pH5、颗粒粒度在20～300nm、氧化铝浓度为5-20％的酸性铝溶胶混碾并挤条成型。

本发明提供的制备方法，简单易施，不会影响分子筛的比表面积和孔道，不破坏分子筛的酸性，所得到的催化剂具有较高的强度，且在烷基化反应、特别是异丁烷/丁烯烷基化反应中显示出很高的活性和稳定性。

具体实施方式

一种固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括将分子筛与pH5、颗粒粒度在20～300nm、氧化铝浓度为5-20％的酸性铝溶胶混捏并挤条成型的步骤。

所述的分子筛选自X沸石、Y沸石和β沸石中的一种或多种，其中优选Y型沸石，所说的Y型沸石中，更优选比表面积500～700m²/g、孔体积大于0.35mL/g、晶胞尺寸2.450～2.465nm的改性Y沸石。