[发明专利]链烷烃异构化用的复合催化剂

说明书

本发明涉及一种改进的复合催化剂及应用该复合催化剂进行加氢异构化的方法。更具体地说，本发明涉及一种这样的异构化复合催化剂，该催化剂包含一种选自第Ⅷ族金属的加氢功能物质，一种氢型结晶硅酸铝沸石及一种耐熔无机氧化物。该新颖复合催化剂特别适用于使被硫沾污的可异构化烃类的异构化。

低分子量正构链烷烃的异构化在本领域中是公知的。因为异构链烷烃的辛烷值比其对应正构链烷烃的高得多，所以异构化反应在石油工业中至为重要。由于汽油掺合物需要有一个具有各种沸程的物质的分布，在C₄-C₇范围内的异构链烷烃是有用的掺合成分。到目前为止的实践中，已采用各种催化剂使链烷烃异构化成它们支链异构体的平衡混合物。象三氯化铝这样的弗瑞德-克来福特（Friedel-Crafts）催化剂已知是有效的异构化催化剂。载带于经卤化的氧化铝或氧化硅氧化铝上的贵金属，如铂也已有效地用于使烃类异构化。最近，具有催化活性的结晶硅酸铝沸石也已有效地用于使烃类异构化。已经应用了天然的和合成的这两种结晶硅酸铝。其中包括X型和Y型沸石以及合成的丝光沸石。

具体地说，被称为丝光沸石的沸石已受到了很大的注意。丝光沸石是结晶硅酸铝型天然或合成沸石：通常，它们的组成可以用氧化物的摩尔数表示如下：

1.0±0.2Na₂O·Al₂O₃·10±0.5SiO₂;

SiO₂的数量还可更多。其中的部分钠或全部钠，也可用其它碱金属和/或碱土金属来代替。

通常，已经发现钠型丝光沸石对于烃类的异构化并不特别有效，当用氢离子代替全部或大部钠离子时，会得到更合适的氢型丝光沸石。丝光沸石从钠型转化成氢型可由多种方法实现。方法之一是采用离子交换方法，用酸性水溶液中的氢离子直接置换钠离子。另一种方法是先用铵离子置换钠离子，接着用高温氧化处理使铵型沸石分解。

加氢异构化催化剂的活性和选择性取决于多种因素，如催化剂的制备方式，是否存在助催化剂，原料的质量，工艺条件等。合适的催化剂可由常规的方法制备：将商品结晶沸石，如氢型丝光沸石与合适的基体材料结合，接着加入第Ⅷ族金属元素，再用常规方法将其活化。已经公开了一种新型催化剂，它比常规方法制得的催化剂所具有的异构化性能大有改进。

使用本发明的新催化剂，可有效地实现对高硫含量的烃类的异构化。正如本申请所例举的，当用本发明的催化剂处理含硫原料时，已经证明它比常规的异构化催化剂具有更优良的异构化性能。

因此，本发明提供一种用于使可异构化烃类异构化的耐硫复合催化剂。这种复合催化剂包含一种铂系组分与含氢型硅酸铝和耐熔无机氧化物的载体，其基本特点是该复合物的表面积至少为580m²/g。铂是优选的铂系元素金属，其含量最好为该复合物重量的0.15-0.5%。优选的氢型硅酸铝具有的氧化硅与氧化铝之比至少为16，其含量为该复合物重量的75-95%，且它最好应具有丝光沸石结构。优选的耐熔无机氧化物是氧化铝，它选自γ-氧化铝、η-氧化铝及其混合物。

另一方面，本发明是一种制备上述复合催化剂和应用该复合催化剂进行加氢异构化处理的方法。催化剂的制备包括：制备含氢型丝光沸石和耐熔氧化物的复合物，将形成的复合物与含铵离子的酸性水溶液接触，再将铂系金属掺入形成的复合物中。

应用本复合催化剂的优选异构化工艺条件包括：温度范围200°F-800°F（93-427℃），压力100-1000psia（690-6895kpa表压），液体时空速度0.25-5h^-1。烃物料中也需要含氢，其量为0.5-5摩尔H₂/摩尔烃。

下列的详细描述将使本发明的概述以及其它实施方案变得很明显。

先有技术公认，烃类异构化的催化剂有千万种配方。众所周知，酸类，如强无机酸可用于使结晶硅酸铝粉末经脱阳离子和脱铝而改性。铵化合物也已成功地用来使结晶硅酸铝从强碱型和/或碱金属阳离子型转化为氢型。