[發(fā)明專利]一種固體酸烷基化催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910072283.3
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN111482196B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張成喜;李永祥;胡合新;付強(qiáng);慕旭宏;舒興田;梁維軍;伍欣華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院;中國石化催化劑有限公司
• 主分類號: B01J29/08
• 分類號: B01J29/08;B01J29/18;B01J29/70;B01J29/80;C10G50/00
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一種固體酸烷基化催化劑的成型方法，其特征在于包括將分子篩與pH5、顆粒粒度在20～300nm、氧化鋁濃度為5?20％的酸性鋁溶膠混碾并擠條成型的步驟。該方法簡單易施，不會影響分子篩的比表面積和孔道，不破壞分子篩的酸性，所得到的成型劑具有較高的強(qiáng)度，且在烷基化反應(yīng)、特別是異丁烷/丁烯烷基化反應(yīng)中顯示出很高的活性和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固體酸烷基化的制備方法，得到的催化劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)是石油煉制工業(yè)中生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的重要過程，這種烷基化油作為理想的高辛烷值汽油調(diào)合組分，具有辛烷值高，敏感度低，雷德法蒸汽壓低，并且不含烯烴、芳烴，硫含量低的特點。

固體酸烷基化技術(shù)是一種綠色烷基化技術(shù)，是目前最有前景的烷基化技術(shù)。固體酸烷基化工藝的核心是性能優(yōu)良的固體酸催化劑的開發(fā)，目前固體酸烷基化催化劑主要分為四類：金屬鹵化物、固體超強(qiáng)酸、負(fù)載型雜多酸和分子篩。其中分子篩催化劑因其比表面積大、酸性位多、酸性可調(diào)、熱穩(wěn)定性好、擇形催化，在石化領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

人工合成的分子篩一般是粉體形式，為達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的目的，分子篩往往需要和粘結(jié)劑混合，然后成型成各種工業(yè)應(yīng)用所需要的形狀。工業(yè)應(yīng)用要求成型催化劑樣品具有一定的強(qiáng)度，并且分子篩的原有性質(zhì)，如比表面積、酸性等能夠最大限度的保留，這就對粘結(jié)劑和成型方法提出了要求，氧化鋁由于其比表面積高、耐壓強(qiáng)度好以及適宜的酸堿性，是常用的粘結(jié)劑。而成型方法通常是將分子篩和氧化鋁混合，加入硝酸，然后混捏、擠出成型(例如CN104857984A、CN101439293A、CN101537369A等)。如此方法成型的催化劑雖然具有較好的強(qiáng)度，但是由于硝酸的強(qiáng)酸性，會對分子篩的結(jié)構(gòu)有所破壞，降低催化劑的表面積和孔容，尤其對硅鋁比低的分子篩，如X、Y等，會造成骨架脫鋁，大大降低分子篩的結(jié)晶度和酸性。

發(fā)明內(nèi)容

常規(guī)催化劑的成型過程會對分子篩烷基化催化劑造成較大的破壞，降低分子篩的結(jié)晶度和酸量，進(jìn)而影響分子篩的烷基化活性和穩(wěn)定性，因此改進(jìn)成型方法提高分子篩烷基化催化劑的活性和穩(wěn)定性意義重大。

本發(fā)明人通過大量的試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以納米尺度的酸性鋁溶膠作為粘結(jié)劑時，不必再加入硝酸和檸檬酸等膠溶劑，即可獲得強(qiáng)度較高的催化劑，且由于納米尺度氧化鋁的高分散性，使得分子篩分散均勻，酸性位均勻，進(jìn)而烷基化活性和穩(wěn)定性均較高。基于此，形成本發(fā)明。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)度較高、酸性位均勻的固體酸催化劑的制備方法并提供所制備的固體酸催化劑在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用。

一種固體酸催化劑的制備方法，其特征在于包括將分子篩與pH5、顆粒粒度在20～300nm、氧化鋁濃度為5-20％的酸性鋁溶膠混碾并擠條成型的步驟。

一種固體酸烷基化催化劑，是采用上述制備方法得到。

一種烷基化反應(yīng)方法，是將異構(gòu)烷烴和烯烴作為烷基化原料與一種固體酸催化劑接觸進(jìn)行烷基化反應(yīng)，其特征在于所述的固體酸催化劑是采用包括下述步驟的方法成型的：將分子篩與pH5、顆粒粒度在20～300nm、氧化鋁濃度為5-20％的酸性鋁溶膠混碾并擠條成型。

本發(fā)明提供的制備方法，簡單易施，不會影響分子篩的比表面積和孔道，不破壞分子篩的酸性，所得到的催化劑具有較高的強(qiáng)度，且在烷基化反應(yīng)、特別是異丁烷/丁烯烷基化反應(yīng)中顯示出很高的活性和穩(wěn)定性。

具體實施方式

一種固體酸催化劑的制備方法，其特征在于包括將分子篩與pH5、顆粒粒度在20～300nm、氧化鋁濃度為5-20％的酸性鋁溶膠混捏并擠條成型的步驟。

所述的分子篩選自X沸石、Y沸石和β沸石中的一種或多種，其中優(yōu)選Y型沸石，所說的Y型沸石中，更優(yōu)選比表面積500～700m²/g、孔體積大于0.35mL/g、晶胞尺寸2.450～2.465nm的改性Y沸石。