[发明专利]固体酸催化剂及其制备方法和烷基化反应的方法

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种固体酸催化剂及其制备方法和烷基化反应的方法，该催化剂包括分子筛、粘结剂以及负载在所述粘结剂上的活性金属组分，所述活性金属组分选自第VIII族贵金属；以所述催化剂的干基重量为基准，所述分子筛和粘结剂的总含量为99.94‑99.998wt％，以金属元素计的活性金属组分的含量为0.002‑0.06wt％；以所述分子筛和粘结剂的干基总重量为基准，分子筛的含量为60‑90wt％，粘结剂的含量为10‑40wt％；所述催化剂的晶胞常数与分子筛的晶胞常数相比，收缩幅度不超过0.5％。本发明提供的催化剂在烷基化反应中，能够获得催化剂周期寿命长，目标产物选择性高，催化剂再生性能好的效果；且本发明提供的制备方法，减少一次高温焙烧过程，工艺流程简单。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种固体酸催化剂及其制备方法和以该固体酸催化剂作为催化剂的烷基化反应的方法。

背景技术

异构烷烃与单烯烃的烷基化反应是石油炼制工业中生产高辛烷值汽油组分的重要过程，这种烷基化油作为理想的高辛烷值汽油调和组分，具有辛烷值高，敏感度低，雷德法蒸汽压低，并且不含烯烃、芳烃，硫含量低的特点。

烷基化反应为酸催化反应。目前，在工业烷基化装置中使用液体酸催化剂，例如硫酸和氢氟酸。使用这些催化剂遇到很多问题，例如硫酸和氢氟酸是高腐蚀性的，因此使用的装置必须满足高质量要求。由于在所得燃料中存在高腐蚀性物质是有害的，因此必须从烷基化物中除去剩余的酸。而且由于必须进行相分离，因此该方法复杂并且昂贵。另外总是存在会释放有毒物质如氟化氢的危险。

固体酸烷基化技术是一种绿色烷基化技术，是目前最有前景的烷基化技术。固体酸烷基化工艺的核心是性能优良的固体酸催化剂的开发，目前固体酸烷基化催化剂主要分为四类：金属卤化物、固体超强酸、负载型杂多酸和分子筛。

US5986158公开了一种负载氢化功能金属的Y或β分子筛催化剂，以氢化功能金属为0.5wt％Pt的USY分子筛，催化剂的单程寿命为4-10h。负载氢化功能金属的沸石分子筛催化剂可以在临氢条件下再生。但该催化剂中Pt的负载量较高，且催化剂的使用寿命短。

CN104588075A公开了一种烷基化催化剂的制备方法，将固体酸用含第VIII族贵金属离子的浸渍液或者含第VIII族贵金属离子和过渡金属离子的浸渍液浸渍，其中浸渍液中含有第VIII族贵金属离子含量的3-4倍重量的Cl^-；浸渍液根据总负载量分两次浸渍，并且每次浸渍需要干燥、焙烧后再进行下次的浸渍，所述浸渍液中第Ⅷ族贵金属的含量为所述固体酸的0.1-1wt％，催化剂的寿命在40h左右。该催化剂中第VIII族贵金属的负载量也较高，且催化剂的使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂上金属负载量高、催化剂周期寿命短的技术问题，提供一种固体酸催化剂及其制备方法和烷基化反应的方法，通过改进制备方法能够有效降低催化剂上的贵金属负载量，且所得催化剂的周期寿命长，目标产物选择性高，具有更加优异的烷基化性能和再生性能。