[发明专利]一种烷烃异构化催化剂及制备和应用

说明书

本发明公开了一种烷烃异构化催化剂的制备方法及其应用。其具体步骤如下：首先用分子筛吸附有机胺，然后进行升温处理得到酸性位点被部分覆盖、孔道被部分堵塞的分子筛载体，在载体上负载金属活性组分，经过干燥还原后得到目标催化剂。通过控制处理条件，使部分有机胺转变成含碳物质覆盖在酸性位点上，同时堵塞分子筛孔道，从而有效地调控参与反应的酸量以及分子筛的孔容。与现有技术制得的催化剂相比，采用本发明方法制备的催化剂在正构烷烃异构化反应中具有更高的异构化选择性。

技术领域

本发明涉及一种临氢异构化催化剂。

本发明涉及上述催化剂的制备方法。

本发明涉及上述催化剂在正构烷烃异构化反应中的应用。

技术背景

烷烃异构化反应在油品的品质提升过程中具有十分重要的作用。轻质烷烃的加氢异构化可生产出高辛烷值的汽油调和组分，而长链烷烃加氢异构化主要用于改善航煤、柴油以及润滑油的低温流动性能。以分子筛为载体的烷烃异构催化剂是一种双功能催化剂，金属位主要提供加氢/脱氢性能，分子筛载体的酸性位提供异构化/裂化性能，同时分子筛的孔道结构提供择形功能。因此，催化剂对烷烃异构化过程中的高选择性来源于酸性位和金属位的平衡，以及分子筛载体合适的孔道结构。US5882505、2004138051、2005077209，CN1792451、1788844、101245260等专利文献都详细描述了以分子筛为载体的烷烃异构化催化剂的制备方法。

分子筛载体的选择主要基于其酸性质和孔道结构。酸性质的改变对反应产物的组成有极大的影响，因此分子筛载体酸性质的调控对获得具有较好异构化性能的催化剂至关重要。例如，硅铝类分子筛的酸强度较高，在异构化反应中裂化较为严重，可以通过水蒸气后处理、杂原子的掺杂等方式调变酸强度分布，提高其异构化性能。磷酸铝分子筛的酸强度相对较弱，所需的反应温度较高，反应活性较差，因此可以通过控制Si的分布，掺杂Mg²⁺等方式提高分子筛的酸强度，进而提高催化剂的反应活性。CN105749963A公开了一种对钠型ZSM-22进行碱处理的方法，碱处理调整分子筛的硅铝比，酸强度分布得到调整，同时增加了分子筛的晶内中孔，制备得到的催化剂在直链烷烃异构化中表现出了优异的催化性能。CN1392099介绍了一种在水-表面活性剂-有机醇体系中合成了纳米级的SAPO-11分子筛，具有更多的B酸位，负载贵金属后，长链烷烃加氢异构化反应的选择性，以及异构体的收率都得到了提高。

分子筛独特的孔道结构使其具有特殊的择形功能，对产物分布具有重要影响。如在长链烷烃异构化反应中，由于具有三维十二元环孔道结构的Y分子筛的孔道尺寸较大，对整个反应未起到有效择形的作用，反应容易生成多支链异构体，进而发生裂化，异构体收率较差；而在具有一维十元环孔道结构的ZSM-22分子筛上，狭窄的孔口尺寸对烷基正碳离子中间体异构化支链重排反应进行限制，使体积较大、裂化较快的双支链与三支链产物难以形成，具有较高的异构体收率。此外，孔道结构会带来反应物分子或产物分子的传质问题。分子进入分子筛内孔后，当反应物或产物分子与分子筛孔口直径接近时，由于受到内孔壁场的作用及各种能垒的阻碍，分子在晶内的扩散将会受到限制。分子筛孔径或扩散分子直径的微小变化，都会导致扩散系数的显著改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种临氢异构化催化剂。

本发明的又一目的在于提供上述催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的临氢异构化催化剂是由酸性位点被部分覆盖、孔道被部分堵塞的分子筛载体与第VIII族贵金属组成，其中贵金属的含量为0.05-5.0wt.％，优选的贵金属含量为0.1-2.0wt.％，最佳的贵金属含量为0.1-1.0wt.％。

其中第VIII族贵金属由Pt、Pd、Ir中的一种或几种构成，优选的是Pt和Pd。