[发明专利]一种催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包含分子筛、第一氧化物载体和第二氧化物载体，以干基计，所述第一氧化物载体和第二氧化物载体的总重量与所述分子筛的重量之比为1:99至80:20；所述第一氧化物载体为氧化铝载体，所述第二氧化物载体包括IVA族和IVB族中的至少一种元素的氧化物。本公开的催化剂的总酸量和中强酸酸量明显提高，该催化剂的寿命长，制备工艺简单环保、成本低且可行性高。

技术领域

本公开涉及一种催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

分子筛基催化剂兼具孔道择形效应和酸碱(或氧化还原)性质两种优势，其在石油炼制与化工领域获得了广泛应用，如催化裂化FCC、异构化、烷基化、加氢裂化和催化氧化等多个工业过程。分子筛催化剂的酸性位点的的数量和强度是影响反应活性和催化剂寿命的主要因素。催化反应中，反应物如果不能及时从活性位点脱除或从孔道扩散出，就会继续反应生成大分子烯烃形成积碳覆盖活性位点或堵塞孔道，致使活性中心失活。通过提高酸量和酸强度是来提高催化剂活性、寿命和目标产物选择性的有效途径。

在工业应用中，需将分子筛与粘结剂等添加剂混合成型，以制备成具有一定尺寸、形状和强度的催化剂。一般认为，粘结剂的加入会覆盖分子筛的活性中心，对催化剂酸性质有负面影响。传统技术采用硅溶胶、氧化铝为粘结剂，但用量较大时催化剂强度过高、而分子筛含量过低导致催化活性低。

现有技术认为氧化物载体主要作为负载用，对催化剂酸性贡献较小，且对固体酸催化剂的寿命可能产生负面作用。

发明内容

本公开的目的是提供一种催化剂及其制备方法和采用该催化剂进行碳四烷基化反应的方法，该催化剂具有改善的酸性质。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种催化剂，该催化剂包含分子筛、第一氧化物载体和第二氧化物载体，以干基计，所述第一氧化物载体和第二氧化物载体的总重量与所述分子筛的重量之比为1:99至80:20；所述第一氧化物载体为氧化铝载体，所述第二氧化物载体包括IVA族和IVB 族中的至少一种元素的氧化物。

可选地，以干基计，所述第一氧化物载体和第二氧化物载体的总重量与所述分子筛的重量之比为5:95至75:25，优选为10:90至50:50。

可选地，以干基计，所述第一氧化物载体与所述第二氧化物载体的重量比为99:1至20:80，优选为98:2至25:75。

可选地，所述氧化铝载体为铝溶胶；所述铝溶胶的pH为1～5，浓度为 0.1～50重量％，平均粒径为0.1～300nm。

可选地，所述第二氧化物载体为凝胶态氧化物或溶胶态氧化物。

可选地，所述第二氧化物载体包括TiO₂、GeO₂、SiO₂和ZrO₂中的一种或几种。

可选地，所述分子筛为X型分子筛、Y型分子筛、β型分子筛、ZSM-5 型分子筛、MCM-22型分子筛、MCM-41型分子筛和丝光沸石型分子筛中的一种或几种；所述分子筛的硅铝比为1～1000，平均粒径为0.01～50μm。

可选地，采用NH₃-TPD方法测得的所述催化剂的总酸量与所述分子筛的总酸量的比为1.2以上，采用NH₃-TPD方法测得的所述催化剂的中强酸量与所述分子筛的中强酸量的比为1.3以上；所述催化剂的中强酸量占总酸量的比为30％～60％。

本公开第二方面提供一种制备催化剂的方法，该方法包括：将分子筛、第一氧化物载体、第二氧化物载体、酸和水混合后成型，得到催化剂前体；其中，以干基重量计，所述第一氧化物载体和第二氧化物载体的总用量与所述分子筛的用量之比为1:99至80:20；所述第一氧化物载体为氧化铝载体，所述第二氧化物载体包括IVA族和IVB族中的至少一种元素的氧化物。