[发明专利]轻烃异构化催化剂及其制备方法

说明书

本发明为一种轻烃异构化催化剂及其制备方法，具体地说，是一种载有VIII族金属的，适用于C₅/C₆烷烃异构化的催化剂及其制备方法。

众所周知，改善汽油辛烷值的有效方法是在汽油中加入四乙基铅，但由于铅对环境具有很大的危害性，尤其是在日益重视环保质量的今天，铅的排放量已受到严格的限制。低铅或无铅汽油正逐步取代含铅汽油。由于异构烷烃具有较高的辛烷值，因此将小分子量(C₅、C₆)的正构烷烃转化成异构烷烃来提高轻油馏份的辛烷值，从而改善汽油的辛烷值具有十分重要的意义。

常用的轻烃异构化方法之一是用沸石型双功能催化剂在250℃以上进行临氢异构化反应。所述的沸石型双功能异构化催化剂主要是指以结晶硅酸盐为载体，氧化铝或其它耐高温氧化物为粘结剂，负载VIII族金属，主要是铂或钯制备的催化剂。这类催化剂的载体具有酸性功能，可促使正构烷烃异构化，目前所用的载体主要有X型沸石、Y型沸石和丝光沸石。由于丝光沸石具有良好的高温稳定性，因此以丝光沸石为载体制备的异构化催化剂得到迅速发展。如USP4,232,181，GB1039246，GB1189850，USP4,665,272等专利文献均详细描述了该种催化剂的制备方法。但由于沸石型双功能催化剂的应用温度较高，而高温下异构产物的平衡浓度较低，特别是对正己烷，较高的反应温度将影响异构产物中2，2-二甲基丁烷(2，2-DMB)的浓度，而2，2-DMB具有很高的辛烷值，如果其浓度降低，将直接影响异构产物的辛烷值。因此，进一步改善丝光沸石的酸性，提高它的异构选择性显得十分必要。USP3,527,835采用增大制备氢型丝光沸石时所用的铵离子与沸石金属阳离子的比例，即在离子交换时，使铵离子与沸石金属阳离子的比例达到100∶1以上的方法来制备酸性强的氢型丝光沸石，提高异构化催化剂的性能。CN87103444A则通过增大催化剂的表面积，使其达到580米²/克以上的方法来改善催化剂的性能。

单纯的改善丝光沸石的酸性，往往还不能使催化剂的异构选择性得到较大的提高，因此，人们通过在载体中引入氯或氟来提高催化剂的酸性。如USP4,789,655通过气相氧氯化反应向载铂的丝光沸石催化剂中引入氯，所述氧氯化反应是在200～500℃下向催化剂中通入含氧、水、氯和/或氯化物的气体混合物，气体混合物中各组分相对于丝光沸石的比例为：水0.03～4重％、氯和/或氯化物(以氯计)0.5～10重％。USP3,932,554采用含氟的卤化烃如CF₄、CCl₃F、CHCl₂F等与载铂或钯的丝光沸石催化剂接触，制得氟含量至少为0.86重％的改性催化剂。上述氯或氟改性的催化剂虽然具有良好的异构化性能，但在催化剂使用过程中，氯或氟会随着反应的进行逐渐流失，造成催化剂活性下降，装置腐蚀。

近年来，Beta沸石由于其本身具有的特性应用领域不断扩大。专利文献中已有将Beta沸石用于轻烃异构化的报道，如USP5,095,169公开了一种以活化的Beta沸石为载体制备的异构化催化剂，该专利主要是改进Beta沸石的活化方法，该方法将Beta沸石在600～700℃，最好在650℃进行处理，脱除Beta沸石中的强酸，保留弱酸，得到活化的Beta沸石。将此活化的Beta沸石经铵交换制成氢型沸石载体，以该载体制备的异构化催化剂的选择性有所提高。

本发明的目的是提供一种异构选择性高、活性稳定性好且液体收率高的轻烃异构化催化剂。

本发明的另一个目的是提供一种上述催化剂的制备方法。

本发明所述的轻烃异构化催化剂是由0.01～2.0重％的VIII族金属和复合沸石载体组成的，所述复合沸石载体由10～90重％的氧化铝和10～90重％的复合沸石组成，其中复合沸石为1～99重％的Beta沸石和1～99重％的丝光沸石。

所述的VIII族金属优选铂或钯，其含量最好为0.15～0.8重％。

所述的复合沸石载体中氧化铝的含量最好为15.0～40.0重％，优选烷氧基铝水解制得的高纯氧化铝，该高纯氧化铝选自高碳(C₄以上的)烷氧基铝水解制得的高纯氧化铝或低碳(C₄以下)烷氧基铝水解制得的高纯氧化铝，或二者的混合物，所述低碳烷氧基铝水解制得的高纯氧化铝采用CN1032951A公布的方法制备。