[发明专利]一种核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201910157238.8 申请日: 2019-03-01
公开(公告)号: CN111632608B 公开(公告)日: 2023-06-30
发明(设计)人: 李泽壮;刘经伟;杨爱武;季松;杭卫军;柏基业;王英武;刘丽娟 申请(专利权)人: 中国石化扬子石油化工有限公司;中国石油化工股份有限公司
主分类号: B01J27/053 分类号: B01J27/053;B01J35/10;C07C2/16;C07C11/02
代理公司: 南京天翼专利代理有限责任公司 32112 代理人: 汤志武
地址: 210048 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 结构 二氧化硅 负载 硫酸铝 催化剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂,核层为Alsubgt;2/subgt;(SOsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;/SiOsubgt;2/subgt;复合材料,Alsubgt;2/subgt;(SOsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;负载量为0.189~0.66mmol Alsubgt;2/subgt;(SOsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;/g介孔SiOsubgt;2/subgt;,壳层介孔SiOsubgt;2/subgt;的质量占Alsubgt;2/subgt;(SOsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;/SiOsubgt;2/subgt;质量百分比为1~10%。本发明催化剂制备方法是将硫酸铝盐溶于去离子水,加入介孔SiOsubgt;2/subgt;,放置至SiOsubgt;2/subgt;将溶液充分吸收并呈蓬松状,将物料烘干、煅烧得Alsubgt;2/subgt;(SOsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;/SiOsubgt;2/subgt;;向Alsubgt;2/subgt;(SOsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;/SiOsubgt;2/subgt;与PVP中加入分散溶剂、去离子水、氨水和长分子链胶束剂、TEOS,制得所述催化剂。本发明的催化剂抑制长分子链产物的生成,提高了DIB产品的选择性。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域,具体涉及一种核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

由于甲基叔丁基醚(MTBE)可对水源造成污染,使得MTBE的应用越来越多的受到限制。将MTBE裂解制备异丁烯(IB),使IB二聚为三甲基戊烯(DIB),DIB再加氢生成异辛烷,已成为国外现有MTBE装置转产的主要途径。同时DIB还可用于生产多种重要的精细化工产品。例如,DIB与苯酚反应可生成辛基酚,它可用来生成非离子型表面活性剂、油容性酚醛树脂、橡胶硫化机、印刷油墨、涂料以及配制绝缘清漆、防锈剂等。

异丁烯二聚是一个典型的酸催化反应,所采用的催化剂主要有液体酸催化剂和固体酸催化剂。最早的DIB合成采用硫酸萃取工艺,用硫酸作催化剂,DIB纯度在60%左右,设备腐蚀严重,且污染环境,目前该工艺已逐步被淘汰。法国石油研究院开发的 Slectopol工艺,从富含异丁烯C4馏分中选择性齐聚异丁烯,采用硅铝球作催化剂。我国石家庄炼油厂1994年采用该工艺,产品主要为异丁烯的二聚体和三聚体,DIB纯度 85%左右。美国UOP公司采用固体磷酸作催化剂,反应气组成为低碳烯烃和循环馏分,产品中DIB的选择性较高,是目前应用最多的一种工艺;但该工艺反应过程中需不断补充水分,这导致催化剂易泥化、结块,使用寿命缩短,废催化剂卸出困难,失活后不能再生。因此开发一种长寿命、低污染、DIB产品选择性高的固体酸催化剂是未来的研究重点。

负载型硫酸铝催化剂具有制备方法简便、热稳定性好等特点,其焙烧后可产生相当数量的中强酸中心,具有较高的异丁烯二聚活性和较长的反应寿命,但其DIB产品选择性偏低。IB除了二聚生成DIB,还可以发生三聚和四聚反应,生成长分子链产物。此外,研究表明:通过限域效应可以提高催化剂对短分子链产物的选择性。例如解荣永等(核壳结构钴基催化剂的制备及费托合成性能[J],化工进展,2010年第29卷增刊,第380~384页)制备了一种介孔二氧化硅包裹的核壳结构的钴基催化剂,将该催化剂用于费托反应,通过限域效应,可显著提高C5~C18的选择性,降低C19+的选择性。因此可以设计开发一种具有核壳结构的二氧化硅负载硫酸盐催化剂,将其应用于混合C4 中异丁烯选择性二聚反应,提高催化剂的DIB产品选择性。

发明内容

发明目的:本发明目的在于针对现有技术的不足,提供一种核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂及其制备方法和应用。将本发明的催化剂应用于混合C4中异丁烯选择性二聚反应,可以提高催化剂的DIB产品选择性。

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