[發明專利]用于碳四液化氣芳構化反應的分子篩催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 200810010622.7
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN101530813A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 劉盛林;安杰;徐龍伢;辛文杰;謝素娟;王玉忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;C07C2/00;C07C5/00;C10G50/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張 晨

技術領域

本發明涉及一種提高碳四液化氣芳構化反應性能的分子篩催化劑及其制備方法。具體地說，是通過堿處理-水蒸氣處理-負載金屬來提高碳四液化氣芳構化反應性能的方法。

背景技術

芳烴是石油化工的重要基礎原料，在總數約800萬種的已知有機化合物中，芳烴化合物占了約30％，其中BTX芳烴(苯、甲苯、二甲苯)被稱為一級基本有機原料。BTX芳烴主要來自催化重整，高溫裂解制乙烯副產，煤加工副產，輕質烴芳構化，芳烴之間的轉化等[趙仁殿，金彰禮，陶志華，黃仲九主編，芳烴工學，化學工業出版社，2001年8月北京第一次印刷]。

為獲得新的芳烴來源，近年來國內外輕烴芳構化的研究異常活躍。通過芳構化技術可將一些不宜作重整原料的LPG餾分、輕石腦油餾分、輕烯烴及天然氣等輕烷烴原料轉化為芳烴，從而提高這些廉價原料的利用價值，其中具有代表性的過程屬于BP、UOP公司聯合開發的Cyclar工藝過程，以混合烴為原料進行芳構化反應生成芳烴，應用Ga改性的ZSM-5分子篩催化劑。該工藝和催化劑在反應溫度為500-560℃條件下，將碳四烷烴和碳四烯烴的混合物通入催化劑床層發生芳構化反應，其中很大一部分C4餾分發生裂解，芳構化反應產物液收只有60％。

烴類芳構化研究的重點主要集中在具有強酸性和較佳孔道擇形性能的ZSM-5分子篩上，但是由于其酸性較強，積碳嚴重，催化劑的穩定性受到限制，因此如何提高ZSM-5分子篩催化劑的穩定性成為芳構化研究的熱點問題。為此，人們對ZSM-5分子篩催化劑進行了改進。

人們發現某些金屬離子的引入可以促進ZSM-5分子篩催化劑的脫氫活化，即烴類原料可以在金屬活性位上脫氫活化，同時還可以轉移到分子篩的酸性位上進行裂解聚合環化，金屬和酸性中心的協同作用共同促進了芳構化反應的進行。水蒸氣處理或者酸處理可以降低催化劑上的酸密度，進而降低積炭速率，提高催化劑的穩定性。

中國專利CN1062100A公開了一種用鎵、鋅、鉑改性的ZSM-5催化劑，該催化劑的制備方法為將銨型ZSM-5分子篩進行鋅或鎵鹽溶液的交換，之后再用鉑氯酸進行離子交換或浸漬而成。在常壓，500℃下用作C₄～C₈烴類的芳構化反應，單程壽命為200小時(h)，液體收率55～60％，芳烴收率約50％。

中國專利CN1070847A公開了另一種用鎵、鋅、鉑改性的ZSM-5催化劑，制備方法為先在ZSM-5上浸漬鎵，然后擠條成型，再用15～20％水蒸汽空氣流在600～700℃下處理3h，最后浸漬鋅和鉑。常壓、固定床反應器、500℃、空速0.5h^-1下，進行C₅～C₈烴類的芳構化，催化劑單程壽命240h，液體收率54％，芳烴收率40～53wt％。

中國專利CN1073661A公開了一種含鋅五元環結構的高硅沸石，500℃下對正庚烷進行芳構化反應取得了較好效果。

中國專利CN1096972A將0.5～4.0wt％的堿土金屬引入到粘土漿液中，再用生成的固體產物浸漬貴金屬，在500℃，空速3h^-1，氫壓0.98MPa下用于C₆烷烴芳構化反應，取得了較好的反應性能。

中國專利CN1052619A將0.3～7.0wt％的鎵金屬和0.01～1.5wt％的氟元素引入沸石體系中，在470℃，常壓下獲得了較好的C₆烷烴芳構化性能。

中國專利CN1107751A公開了一種將分子篩經多次鹽酸溶液浸泡后再負載總重量為0.5～2.0％鋅和鎳金屬的催化劑制備方法，在400～600℃，常壓～10Kgf/cm²，進料空速為0.1～1.0h^-1條件下用于C₅鏈烴的芳構化反應，芳烴產物選擇性為60～80％，液體收率58～70％，C₅烷烴單程壽命為200h，C₅烯烴反應壽命在24h以上。