[发明专利]一种固体超强酸催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种固体超强酸催化剂及其制备方法所述催化剂为压片型催化剂，所述催化剂为负载活性成分的γ‑Al₂O₃，所述活性成分为磺化氧化锡。制备方法，包括：均匀混合Sn(OH)₄、γ‑Al₂O₃粉末、致孔剂、粘结剂和助挤剂后压片成型，之后于400~1500℃第一次焙烧使Sn(OH)₄分解，然后浸入硫酸溶液中0.5~10h，之后于300~800℃第二次焙烧，即得。本发明的催化剂成型方法在催化剂成型过程中能提高催化剂的机械强度，同时不会破坏催化剂的活性位点，能够避免使成型后催化剂的催化活性降低。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种固体超强酸催化剂及其制备方法。

技术背景

催化剂在工业化生产上起着加速反应进行和提高产率的重要作用，其中酸催化剂在催化剂领域中得到了广泛的研究及应用。液体酸作为工业上常用的酸催化剂，虽然催化效果良好，应用广泛，但此类催化剂存在着与反应物产物难分离，回收利用困难，环境污染严重，后处理复杂等问题。随着化学工业向环境友好型方向发展，固体酸催化剂作为绿色环境友好型催化材料备受人们关注，它具有对多种化学反应有较高活性与选择性、回收重复利用，效率较高等优点。

人们在研究开发以无毒无害的固体酸代替H₂SO₄、HF、AlCl₃等液体酸催化剂方面做了大量工作，也取得了一定的经济效益和社会效益。例如，丙二醇醚比乙二醇醚毒性低，是乙二醇醚及某些有毒溶剂的重要替代品。目前国内工业生产主要采用以BF₃为催化剂的液相工艺。由上海石油化工研究院研究开发的固体酸工艺克服了传统工艺的三废污染严重、设备腐蚀和产品收率低等缺点，分别用于江苏省扬州市华伦化工有限公司和上海高桥石化三厂的丙二醇醚装置，取得了明显的经济效益和社会效益。烷基链中具有10～14个碳原子的直链烷基苯（LAB）是生产阴离子洗涤剂的重要原料。LAB主要由苯和C₁₀～C₁₄烯烃（少量用卤代烃）在液相中烷基化而制得，传统的催化剂为HF。由UOP公司和Pet resa公司（西班牙Cepsa公司的子公司）开发的固体酸工艺DETAL最近实现了工业化。它所采用的催化剂是含氟的SiO₂-Al₂O₃。与传统工艺相比，该工艺具有如下优点：（1）安全无污染：由于采用了无毒害的固体酸催化剂，消除了HF带来的危害和环境污染问题；（2）生产成本低：由于不需要专用的合金材料，所以装置的建设费用比用HF作催化剂低，而且无需酸洗和氟化钙废渣处理，降低了操作费用；（3）产品质量好。

但因为多数固体超强酸催化剂形态多为粉状，而固体催化剂在实际使用过程中需要具有特定的形状和尺寸以适应催化反应器，因而固体催化剂在实际使用前通常都先要经过成型处理以获得特定形状和尺寸，而催化剂的成型处理与催化剂的活性紧密相连，对催化剂的催化活性有很大影响，所以催化剂的成型处理在催化剂制备中显得非常重要。通过适当的方法成型后的催化剂不仅可以具有较高的活性，而且还具有一定的机械强度、适宜的孔道结构和良好的稳定性。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供一种固体超强酸催化剂及其制备方法，该催化剂的机械强度较高，同时其成型过程不会破坏催化剂的活性位点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种固体超强酸催化剂，所述催化剂为压片型催化剂，所述催化剂为负载活性成分的γ-Al₂O₃，所述活性成分为磺化氧化锡。

优选的，所述催化剂为柱状。

优选的，所述催化剂中，锡的含量为催化剂总质量的3%~30%。

本发明还提供所述固体超强酸催化剂的制备方法，包括如下步骤：