[发明专利]用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂及其制备方法和使用方法

说明书

本发明提出一种用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂及其制备方法和使用方法，属于轻质烷烃异构化领域，该催化剂不含卤素和贵金属，使用温度低且使用前无需氢气预还原，既降低了催化剂的成本，又避免了对环境的污染。同时，该催化剂活性高、稳定性好，对异构烷烃的选择性也较高。该技术方案包括载体，所述载体由氧化铝和Hβ分子筛组成，所述氧化铝和Hβ分子筛的重量比为1:10‑10:1；和硼化钛，占所述载体重量的1‑30wt％。本发明能够应用于C5‑C12的轻质烷烃异构化过程中。

技术领域

本发明属于轻质烷烃异构化领域，尤其涉及一种用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

对于轻质烷烃异构化技术来说，催化剂是一个关键问题。目前，工业上常用的轻质烷烃异构化催化剂分为两种，低温型催化剂和中温型催化剂。

低温型异构化催化剂常在催化剂中添加卤素(F或Cl)以降低催化剂的使用温度，如UOP公司的Ⅰ-8催化剂、英国BP公司的催化剂和Engelhard公司的RD-291催化剂均为反应温度在115-150℃的低温型催化剂。这类低温型催化剂的优点在于使用温度低，催化剂催化烷烃异构化活性高。但在催化剂的使用过程中，卤素会随着反应的进行逐渐流失，造成催化剂活性下降，装置受到腐蚀。为了维持催化活性需要不断补加卤化物，但这样不仅会对设备造成一定的腐蚀，也会对环境造成污染；同时，催化剂中所用活性组分一般为铂等贵金属，催化剂的制备成本较高。

常用的中温型异构化催化剂为贵金属双功能催化剂，以美国壳牌石油公司和联合碳化物公司的完全异构化法系列催化剂为代表，这类催化剂具有活性高、选择性好、不含卤素等优点，但因其在使用之前需在一定压力、较高温度下用H₂将活性组分还原为金属状态方能使用，操作较为繁琐；此外，上述催化剂活性组分主要以贵金属为主，也增加了不小成本负担。

因此，如何能够提供一种不含卤素和贵金属且使用温度低，使用前不需要氢气预还原的轻质烷烃异构化催化剂，是本领域技术人员需要解决的重要难题。

发明内容

本发明提出一种用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂及其制备方法和使用方法，该催化剂不含卤素和贵金属，使用温度低且使用前无需氢气预还原，既降低了催化剂的成本，又避免了对环境的污染。同时，该催化剂具有活性高、稳定性好，对异构烷烃的选择性良好的优点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂，包括以下组分：

载体，所述载体由氧化铝和Hβ分子筛组成，所述氧化铝和Hβ分子筛的重量比为1:10-10:1；和

硼化钛，占所述载体重量的1-30wt％。

作为优选，所述轻质烷烃为含有5-12个碳原子的正构烷烃。

作为优选，所述催化剂的粒径为0.1mm-1.0mm。

本发明还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂的制备方法，包括：

将Hβ分子筛在200-600℃条件下进行充分焙烧，焙烧后的分子筛和氧化铝按比例混合均匀；

加入硼化钛，经混捏、成型后，于50-100℃条件下进行干燥；

将干燥后的物料研磨成颗粒，然后将所述颗粒在氮气气氛下进行充分焙烧，制得硼化钛催化剂。

作为优选，在氮气气氛下进行充分焙烧的温度为100-400℃。

本发明还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的用于轻质烷烃异构化的负载硼化钛催化剂进行轻质烷烃异构化的使用方法，进行轻质烷烃异构化的条件为：