[发明专利]烷基化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂领域，公开了一种烷基化催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括分子筛和粘结剂，以所述催化剂的干基重量为基准，所述分子筛的含量为20‑99wt％，所述粘结剂的含量为1‑80wt％；并且所述分子筛为Y型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为2.445‑2.465nm；或者所述分子筛为X型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为2.472‑2.484nm；或者所述分子筛为β型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为1.255‑1.261nm；或者所述分子筛为丝光沸石型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为1.81‑1.817nm。本发明提供的催化剂在烷基化反应中，能够延长催化剂的周期寿命，提高目标产物的选择性；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

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种烷基化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

烷基化反应是酸催化反应。目前工业中应用的烷基化生产工艺主要是液体酸工艺，主要是以硫酸或氢氟酸为催化剂合成烷基化油。由于硫酸和氢氟酸本身的腐蚀性、毒性以及工艺过程的废酸排放对环境的危害，生产企业面临日益增加的安全环保压力。

该领域中的新发展是使用固体酸催化剂如含沸石的催化剂，但从烷基化分子筛催化剂的研发过程来看，其主要问题在于其在烷基化反应过程中快速失活，催化剂单程寿命短。

US20040774774A公开了一种纳米晶体催化剂，其晶体尺寸小于100nm，烷基化单程寿命为3.4-8.0h。

US20070906945A公开了一种负载氢化功能金属的固体酸烷基化催化剂，金属可以是双金属、三金属或四金属，该多金属催化剂包括贵金属Pt或Pd的一种或多种和“3d”金属(即Ni、Co、Mn、Cr、V、Fe、Ti)的其中一种或多种，固体酸为USY分子筛，80℃，2.8MPa，烷烯比750，烯烃进料速率0.1-0.3g·h，双金属催化剂寿命约5h，失活剂经再生后寿命得到了恢复，没有负载氢化功能金属的催化剂再生后没有活性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的催化剂周期寿命短的问题，提供了一种烷基化催化剂及其制备方法和应用，该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。

传统催化剂制备工艺中，一般先将分子筛进行焙烧，然后进行离子交换，离子交换过后的分子筛与粘结剂混合后再进行二次高温焙烧成型。而二次高温焙烧会破坏分子筛的骨架，使分子筛脱铝，晶胞大幅收缩，破坏催化剂稳定性，从而降低催化剂的周期寿命。为了解决上述问题，本发明的发明人在研究中发现，通过先将分子筛与粘结剂混合，然后再进行一次焙烧、铵交换和酸处理的制备工艺使得催化剂分子筛的晶胞收缩幅度不超过0.4％，从而能够大幅延长催化剂的周期寿命，提高目标产物的选择性。究其原因，可能是因为与现有技术二次焙烧工艺相比，本发明减少一次焙烧能够使得分子筛骨架在成型过程中不被破坏，提高催化剂中分子筛的结晶度，抑制分子筛的晶胞收缩，提高催化剂的稳定性，从而延长催化剂的周期寿命。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种烷基化催化剂，该催化剂包括分子筛和粘结剂，以所述催化剂的干基重量为基准，所述分子筛的含量为20-99wt％，所述粘结剂的含量为1-80wt％；并且

所述分子筛为Y型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为2.445-2.465nm；或者

所述分子筛为X型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为2.472-2.484nm；或者

所述分子筛为β型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为1.255-1.261nm；或者

所述分子筛为丝光沸石型分子筛，所述催化剂的晶胞常数为1.81-1.817nm。