[发明专利]一种固体酸催化剂及其应用

说明书

一种负载非贵金属的固体酸催化剂，包括固体酸组分以及负载于固体酸组分上的金属，其特征在于，所述金属为Fe和Mo，以固体酸催化剂为基准，金属组分占5～30wt％。本发明Fe的加入促进了Mo的加氢活性，Fe和Mo双金属之间发生的协同作用，以及它们与固体酸成分、特别是Y型沸石的活性位点也发生的协同作用，共同促进反应中的C₈⁺发生氢转移反应，抑制发生加成反应，从而延缓催化剂结焦，延长催化剂寿命。

技术领域

本发明涉及一种固体酸催化剂及其在生产烷基化汽油中的应用。

背景技术

异丁烷和丁烯在酸催化作用下生成烷基化汽油。该烷基化汽油抗爆震性能好、敏感度低、雷德蒸气压低、沸点范围宽、不含硫、氮、烯烃、芳烃等成分，是理想的汽油调和组分。目前烷基化工业生产工艺技术包括液体酸烷基化技术和固体酸烷基化技术。液体酸烷基化技术由于具有腐蚀性、剧毒性以及废酸排放等问题，发展受到了制约。固体酸烷基化技术具有安全、易分离、安全环保等优点，近年来取得了长足的进展。由于固体酸催化剂易失活的特点成为固体酸烷基化工艺工业化的一大阻碍，因此探索固体酸烷基化催化剂的再生方法尤为重要。

目前，多数文献采用在烷基化催化剂上负载单一贵金属、多贵金属组合、或贵金属与非贵金属组合物的方式，对烷基化催化剂进行临氢再生。例如，CN101631614B公开了一种双金属烷基化催化剂，所述的固体酸催化剂包括具有加氢活性的多金属组分，用于催化剂的再生，其中多金属组分为PtNi和PtCo。CN107376983A公开了一种贵金属负载的烷基化催化剂，其中贵金属为氯铂酸、氯铂酸铵、氯铂酸钾、四氯化铂和四氯合铂酸铵；该方法制备的催化剂引入加氢金属的同时，可保持催化剂的物化性能，分子筛晶体结构稳定。CN107382646A公开了一种固体酸烷基化方法，该方法在烷基化条件下，将可烷基化物、可烷基化物与烷基化催化剂接触进行烷基化反应。所述烷基化催化剂制备方法包括：将固体酸用含有过渡金属前驱体的浸渍液进行浸渍然后干燥，其中所述固体酸与浸渍液的质量比为1：(1-5)，在进行所述浸渍液之前浸渍液的pH值被调为3-13。

贵金属负载的再生方式的成本普遍偏高，因此，探索非贵金属负载的固体酸烷基化催化剂的可再生性能至关重要。CN106179468A公开了一种非贵金属负载的固体酸催化剂，所述的固体酸催化剂包括0.01～5wt％具有加氢活性的VIII族和VIB族金属，且VIB与VIII族金属的质量比为(2～4)：1，可以接近甚至达到负载贵金属的烷基化催化剂的催化性能，占据成本优势。

发明内容

发明人发现，固体酸催化剂当采用Mo与Fe的金属组合，在加大负载量的情况下，Mo与Fe可以产生很好的协同作用，在生产烷基化汽油的过程中可以延缓生焦，提高催化剂寿命，同时有好的再生效果。

因此，本发明的目的之一是提供一种负载非贵金属的固体酸催化剂，可延缓生焦速率，提高现有固体酸催化剂的寿命，并保持催化剂成本在较低水平，达到更好的再生效果。本发明的目的之二是提供催化剂在生产烷基化汽油工艺中的应用。

为了实现上述目的之一，本发明提供一种负载非贵金属的固体酸催化剂，包括固体酸组分以及负载于固体酸组分上的金属，其特征在于，所述金属为Fe和Mo，以固体酸催化剂为基准，金属组分占5～30wt％。