[发明专利]一种含Y分子筛的碳四烷基化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含Y分子筛的碳四烷基化催化剂及其制备方法，催化剂包括钼基硫化物粉末和HY分子筛原粉，以含Y分子筛的碳四烷基化催化剂的总质量为基准，所述钼基硫化物粉末的含量为0.1wt％～40wt％；其中，所述HY分子筛原粉的粒径为小于0.4μm。本发明通过直接添加硫化钼粉末的方法制备合成由硫化钼负载的HY分子筛烷基化催化剂，具有较强的烷基化反应性能和稳定性，可以提高烷基化催化剂寿命。

技术领域

本发明是关于一种异构烷烃-烯烃烷基化催化剂及其制备方法，尤其是含Y分子筛的碳四烷基化催化剂及其制备方法。

背景技术

烷基化反应过程是指一种有机分子与一种带有烷基基团的有机分子反应生成具有更高分子量支链物质的过程，在石化工业上通常指异丁烷与丁烯发生反应生成烷基化油的过程。这种烷基化油由于具有很高的辛烷值、低蒸气压、低硫且不含烯烃和芳烃而成为汽油的重要调和组分，而且随着环境保护的需要，汽油中烯烃芳烃含量受到越来越严格的限制，这使得烷基化油的需求愈加增大。

目前工业上使用的烷基化工艺主要有两种，即氢氟酸法和硫酸法。这两种方法的共同缺点在于酸耗大、使用不安全、具有严重的腐蚀性和污染性，而且反应后必须经过酸分离和酸回收，后处理所需要的费用高，因而在很大程度上限制了烷基化生产能力。为了解决这些问题，固体酸烷基化催化剂应运而生。

固体酸烷基化催化剂主要包括分子筛催化剂、固体超强酸催化剂、负载型杂多酸催化剂等。其中分子筛催化剂初始活性高、安全环保、成本低，是极具潜力的研究方向。

CN 1218025A公开了一种使用多价金属离子改性的分子筛为催化剂，并在反应过程中引入一种临界温度较低的物质为反应介质，使全部的烷基化反应在这种介质的超临界条件下进行，从而提高烷基化反应选择性并延长催化剂寿命周期的方法。其公开的催化剂为Y型、ZSM-20、MCM-36、Hβ沸石等，至少可以吸附2,2,3-三甲基戊烷的分子筛，在分子筛上进行三价离子交换，三价离子为Ce³⁺,Gd³⁺,Ge³⁺和La³⁺，含量为10-30wt％，并在反应中引入临界温度低于100℃的反应介质，如二氧化碳、乙烷等。

CN 1918088A公开了一种使用纳米晶体沸石Y催化剂的烃烷基化方法，包括提供含有晶体尺寸不超过100nm的沸石Y的催化剂，并将可烷基化的烃与烷基化剂在该催化剂存在下，在烷基化反应条件下反应，以提供研究法辛烷值超过99.5的汽油产物。

CN 102553636A公开了一种催化剂，尤其公开了一种烷基化催化剂。该发明针对现有技术烷基化催化剂在使用过程中活性下降快和寿命短的问题，提供了一种新的烷基化催化剂，由2～98wt％改性沸石和98～2wt％基体材料组成，以催化剂总重量计；该改性沸石为H-Y沸石、氢型USY-沸石、氢型β沸石的一种或一种以上；所述的基体材料由组分A、组分B和组分C三种组分组成，其中组分A为氧化铝，组分B为磷酸铝，组分C为二氧化硅、二氧化钛、氧化锆或粘土中任意一种。沸石采用稀土元素进行改性处理，含量0.2～10wt％。

CN 103964994A公开了一种烷基化反应的方法，在一种催化剂存在和烷基化反应的条件下进行异丁烷和丁烯的烷基化反应，其中所说的催化剂是由包括改性分子筛的步骤和引入基质的步骤制备的，所说的改性分子筛的步骤为将FAU、BETA等一种或多种分子筛、选自水、醇、酯中的一种或多种的物质以及有机碱混合均匀后，在密封反应釜中100～250℃和自生压力下处理，再将处理所得产物回收后，再经镧或者铈等稀土离子的可溶性金属盐交换。

以上固体酸烷基化催化剂活性虽然有所提高，但总体稳定性较低，失活迅速，为提高催化剂稳定性和使用寿命，需要对催化剂进行改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含Y分子筛的碳四烷基化催化剂及其制备方法，以克服现有技术中催化剂稳定性差、使用寿命短的问题。