[发明专利]C7～C10正构烷烃异构化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种正构烷烃异构化催化剂及其制备方法，具体地说，是一种载体中含介孔分子筛的C₇～C₁₀正构烷烃异构化催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国家对环境保护日益重视，车用汽油产品质量规格越来越严格，对汽油中的芳烃、烯烃含量的限制越来越严格。异构化油是一种低硫、无烯烃、无苯和芳烃的环境友好产品，具有辛烷值高、敏感性小、Reid蒸汽压低、燃烧清洁的优点，是较有潜力的理想清洁汽油调和组分。

正构烷烃异构化催化剂早期主要是弗瑞德-克莱福特型催化剂，该催化剂反应活性高，反应温度低，有利于提高异构烷烃平衡组成的浓度，但该类催化剂一般具有较强的毒性和腐蚀性，难以满足环保要求，而且对原料中水分、硫化物、烯烃等要求严格，近些年来已经逐渐被双功能型催化剂所淘汰。双功能型异构化催化剂主要是以酸性载体负载VIII族金属而制成，在这类催化剂中，由载体提供反应所需的酸性活性中心，由VIII族金属提供加氢脱氢活性中心，共同作用来促进烷烃异构化反应。

C₇～C₁₀正构烷烃由于碳链较长，在异构化反应过程中易发生裂化反应，造成异构烷烃选择性，尤其是多支链异构烷烃选择性下降，液收降低。如何有效控制裂化副反应的发生，是C₇～C₁₀正构烷烃异构化催化剂的开发难点。

C₇～C₁₀正构烷烃发生异构化反应时，首先转化为带一个甲基支链的单支链异构烷烃，然后单甲基异构烷烃继续发生异构化反应，转化为带两个或者三个甲基的多支链异构烷烃。其中，多支链异构烷烃相比正构烷烃或者单支链异构烷烃，具有更高的辛烷值。如何提高多支链异构烷烃选择性是C₇～C₁₀正构烷烃异构化催化剂的又一开发难点。

CN02132476.X公开了一种正构烷烃异构化催化剂及其应用，催化剂中含有重量比0.5～90％的杂多酸或者杂多酸盐，以及重量比10～99.5％的无机物；所述杂多酸或杂多酸盐为磷钨酸、硅钨酸或其盐，或者是它们的混合物；所述无机物为含有二氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳化硅、硅酸镁、活性炭、碳化树脂中的一种或一种以上的混合物。该催化剂可用于C₄～C₁₂正构烷烃，特别是正丁烷的异构化。该催化剂将杂多酸和无机物通过直接混合或者浸渍负载的方法制备，催化剂不含VIII族贵金属，不含介孔分子筛，比较适用于较低碳数正构烷烃的异构化反应，如正丁烷的异构化反应。

1992年Mobil公司开发的MCM-41介孔分子筛，拥有规则的介孔孔道(2～50nm)，很大的比表面积和孔道体积，在催化反应、尤其是大分子催化反应过程中表现出优异的性能。X.K.Yang等人(Catalysis Today，2009，148：160～168)公开了一种Pt/磷钨酸/Al-MCM-41催化剂，该催化剂在正庚烷临氢异构化反应过程中，表现出优异的异构烷烃选择性。该催化剂通过在MCM-41分子筛合成过程中引入硫酸铝，制备出具有不同硅铝摩尔比的Al-MCM-41分子筛，使分子筛具有一定的酸性，再依次在Al-MCM-41分子筛中浸渍磷钨酸和Pt制成。在MCM-41分子筛骨架中引入铝原子虽然可以得到酸性Al-MCM-41分子筛，但产生的酸性很弱，并且铝原子的引入会严重降低分子筛的结晶度。

发明内容

本发明的目的是提供一种C₇～C₁₀正构烷烃异构化催化剂及其制备方法，该催化剂具有较高的反应活性，液体收率高，异构化选择性、尤其是多支链异构烷烃选择性好。

本发明提供的C₇～C₁₀正构烷烃异构化催化剂，包括复合载体和以载体为基准计算的含量为0.05～3.0质量％的铂，所述的复合载体包括20～70质量％的MCM-41分子筛、10～35质量％的磷钨酸和10～50质量％的氧化铝。

本发明使用磷钨酸改性的纯硅MCM-41介孔分子筛制成复合载体，再引入铂制成催化剂。该催化剂用于C₇～C₁₀正构烷烃临氢异构化反应，具有较高的活性和较好的异构化产物选择性，裂解活性低，产物液体收率高。

具体实施方式