[发明专利]一种用于C5/C6烷烃异构化的催化剂及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明属于轻质烷烃异构化领域，具体涉及一种用于催化C5/C6烷烃异构化的催化剂及其制备和使用方法。

背景技术

轻质烷烃中的C5/C6烷烃通过异构化催化工艺，可以将辛烷值较低的C5、C6正构烷烃转化为辛烷值较高的异构烷烃。这种高辛烷值的异构烷烃不含硫和烯烃，是一种非常理想的汽油组分。现有技术中，用于轻质烷烃异构化的催化剂主要有两种类型，一种是低温型异构化催化剂，如美国专利文献US3892683A中公开了一种载体中含有卤素（F或Cl）的异构化催化剂，该催化剂包括0.01-2.0wt%的Pt和0.01-5.0wt%的Sn、氧化铝混合物，将上述混合物与蒸发升华后的AlCl₃接触并立即放置在氢气氛围中于400-600℃进行处理，未反应完的AlCl₃被氢气置换出来，经上述处理后生成含有3.5-10wt%结合氯的物料；然后再在150-350℃、非还原性氛围下与CCl₄进行接触，所述催化剂再增加0.1wt%的氯含量。该专利文献对催化剂的性能进行了测试，结果表明，正己烷的异构化率最高可以达到71.3%。

上述低温催化剂虽然能够达到较高的异构化率，但是这一类催化剂的酸性主要由卤素(F或Cl)提供，其中卤素在催化过程中容易流失，为了维持催化活性需要补加卤化物，卤化物会对设备造成一定的腐蚀，也会对环境造成不良影响。并且上述催化剂含有贵金属Pt，催化剂的制备成本较高，价格昂贵。

除了上述低温异构化催化剂外，还有一类是中温负载型双功能催化剂，这类催化剂以美国壳牌石油公司和联合碳化物公司的完全异构化法（TIP）系列催化剂为代表，该催化剂是将贵金属Pt负载到分子筛上，其异构化反应温度在250℃左右，反应压力约为2.5MPa，空速为1-3h^-1，氢油摩尔比约为1-4，对C5、C6进行异构化后，可以将其辛烷值提高20个单位左右。这一系列的催化剂虽然不含卤素，但同样需要用到价格昂贵的贵金属。

为了降低催化剂的造价，中国专利文献CN1328114A公开了一种Ni-Cu/HM轻质正构烷烃异构化催化剂。该催化剂以第VIII族和第IB族金属元素为活性组分，以氢型丝光沸石和氧化铝的混合物为载体，并以正戊烷为原料，采用临氢固定床高压微反-色谱联合装置对催化剂的性能进行了测试。结果表明，在反应温度为280℃、压力为2.0MPa、质量空速为1.0h^-1、氢油摩尔比为3的条件下，随着反应时间的增加，正戊烷的转化率先逐渐增加然后趋于平稳，异戊烷产率逐渐增加；该催化剂在考察期内具有比较稳定的活性。

但上述催化剂仍旧具有的缺点在于，虽然上述催化剂在用于正戊烷的异构化时具有较高的活性，但在使用前，上述催化剂必须要使用氢气进行还原，将活性组分还原为金属状态后才能达到较高的催化活性。除了上述催化剂外，中国专利文献CN1314330A也公开了一种双非贵金属轻质正构烷烃异构化催化剂，该催化剂以镍、钼双金属为加氢脱氢活性组分，以氢型丝光沸石为载体，在反应温度为300℃、压力为2.0MPa、空速1.0h^-1、氢油摩尔比4.0的条件下用于正戊烷异构化，其中异戊烷的收率为63.1%。但是该催化剂在使用之前也需先用氢气还原4h，将活性组分还原为金属状态，从而增加了催化剂的成本。

而如何能够提供一种不含卤素和贵金属且使用前不需要氢化还原的正戊烷、正己烷的异构化催化剂，是现有技术尚未解决的难题。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中不含贵金属的异构化催化剂在使用前需要进行氢化还原才能达到较高活性的问题，进而提供一种不含卤素和贵金属的、适用于正己烷、正戊烷的异构化催化剂。

本发明中所述异构化催化剂及其制备和使用方法的技术方案为：

一种用于C5/C6烷烃异构化的催化剂，包括以下组分：

载体，所述载体由氧化铝和Hβ分子筛组成，其中所述氧化铝和Hβ分子筛的重量比为1:9-9:1；

钴金属有机氢化物或镍金属有机氢化物中的至少一种，占所述载体重量的0.1-2.0wt%。

所述钴金属有机氢化物为CoH(P(OPh)₃)₄，所述镍金属有机氢化物为NiH(P(OPh)₃)₄。

所述氧化铝和Hβ分子筛的重量比为1:1-1:4。

所述催化剂的粒径为0.15mm-0.8mm。

所述的用于C5/C6烷烃异构化的催化剂的制备方法，包括：