[发明专利]一种高酸量催化剂及其制备方法和碳四烷基化反应的方法

说明书

本发明涉及一种高酸量催化剂及其制备方法和碳四烷基化反应的方法。该催化剂包含分子筛和铝溶胶，以干基计，所述分子筛和所述铝溶胶的重量比为99:1至20:80；所述铝溶胶的平均粒径小于20nm。本公开的催化剂的酸量大幅度提高，该高酸量催化剂的反应活性好、选择性高、寿命长，且催化剂的制备工艺简单，适合大规模工业生产。

技术领域

本公开涉及一种高酸量催化剂及其制备方法和碳四烷基化反应的方法。

背景技术

分子筛具有规整的三维孔道结构，其适宜的酸性以及低廉的价格，有利 于反应物分子在分子筛孔道内扩散并在酸性中心反应，分子筛催化剂广泛应 用于石油化工等领域，特别是用于催化裂化、加氢、重整、异丁烷丁烯烷基 化、苯与烯烃烷基化等领域有重要用途，因此分子筛催化剂的研究不仅具有 重要的学术价值，还拥有广泛的应用前景。分子筛催化剂的酸性位点的的数 量和强度是影响反应活性和催化剂寿命的主要因素。催化反应中，反应物如 果不能及时从活性位点脱除或从孔道扩散出，就会继续反应生成大分子烯烃形成积碳覆盖活性位点或堵塞孔道，致使活性中心失活。目前工业上一般采 用分子筛扩孔在分子筛中形成多级孔，使反应物较快扩散进出孔道。

在工业应用中，需将分子筛与粘结剂等添加剂混合成型，以制备成具有 一定尺寸、形状和强度的催化剂。一般认为，粘结剂的加入会覆盖分子筛的 活性中心，对催化剂酸性质有负面影响。传统技术采用硅溶胶、氧化铝为粘 结剂，但用量较大时而分子筛含量过低导致催化活性低。

CN107511164A公开了一种使用少量硅铝胶为粘结剂实现分子筛的成型 的技术。该方法采用少量的硅铝胶为粘结剂制备催化剂。然而催化剂酸量与 纯分子筛相比有一定程度的降低。

发明内容

本公开的目的是提供一种高酸量催化剂及其制备方法及该采用该催化 剂进行碳四烷基化反应的方法，该催化剂具有改善的酸性质。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高酸量催化剂，该催化剂 包含分子筛和铝溶胶，以干基计，所述分子筛和所述铝溶胶的重量比为99:1 至20:80，所述铝溶胶的平均粒径小于20nm。

可选地，以干基计，所述分子筛和所述铝溶胶的重量比为95:5至25:75， 优选为90:10至50:50。

可选地，所述铝溶胶的平均粒径小于15nm。

可选地，所述铝溶胶的pH为1～5，浓度为0.1-50重量％。

可选地，所述分子筛的平均粒径为0.01～50μm，所述分子筛的硅铝比 为1～1000。

可选地，所述分子筛为氢型分子筛，所述氢型分子筛为X型分子筛、Y 型分子筛、β型分子筛、ZSM-5型分子筛、MCM-22型分子筛、MCM-41型 分子筛和丝光沸石型分子筛中的一种或几种。

可选地，采用NH₃-TPD方法测得的所述催化剂的总酸量与所述分子筛 的总酸量的比值为1.5以上。

本公开第二方面提供一种制备高酸量催化剂的方法，该方法包括：将分 子筛、铝溶胶、酸和水混合得到混合物料，使所述混合物料成型，得到催化 剂前体；其中，以干基重量计，所述分子筛和所述铝溶胶的用量比为99:1 至20:80，所述铝溶胶的平均粒径小于20nm。

所述铝溶胶的平均粒径小于15nm；所述铝溶胶的pH为1～5，浓度为 0.1-50重量％。

可选地，以干基重量计，所述分子筛和所述铝溶胶的用量比为95:5至 25:75，优选为90:10至50:50。

可选地，所述酸为盐酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种或几种；所述酸 以酸溶液的形式加入，所述酸溶液的浓度为1～10wt％。