[發(fā)明專利]一種催化劑、其制備方法及用于正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)的用途

在審

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112844461A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張香文;王慶法;劉林林
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01J29/74
• 分類號: B01J29/74;C07C5/22;C07C9/22
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 陳有業(yè);任永利

本發(fā)明公開了一種催化劑，其包括分子篩和金屬顆粒，所述金屬顆粒錨固在分子篩表面，所述金屬顆粒的粒徑不大于2.0nm。本發(fā)明還公開了所述催化劑的制備方法及用于正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)反應(yīng)提高單支鏈產(chǎn)物占比的用途。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化劑、其制備方法及用于正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)的用途。

背景技術(shù)

正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)化催化劑一般為雙功能催化劑，其中分子篩載體提供酸性位，起到骨架異構(gòu)的作用，負(fù)載貴金屬催化加氫脫氫。SSZ-32分子篩結(jié)構(gòu)類型為MTT，具有一維平行直孔道，孔口大小為0.45nm×0.52nm。這些孔道特征適合于長鏈正構(gòu)烷烴的加氫異構(gòu)化反應(yīng)，對于異構(gòu)產(chǎn)物具有較高的選擇性。另外該分子篩具有相對適中的酸性，有利于降低裂解產(chǎn)物的選擇性。貴金屬組分一般選用鉑，鉑的分散度對于提高催化劑的加氫異構(gòu)性能具有關(guān)鍵的作用。較好的分散度會增加鉑顆粒的比表面積，既增加了加氫脫氫位點(diǎn)，又會使得酸性位點(diǎn)上的碳正離子中間體能夠盡快到金屬位點(diǎn)上加氫，從而抑制多支異構(gòu)和裂解反應(yīng)的發(fā)生，提高單支異構(gòu)選擇性。如專利CN109701612A上介紹了一種十元環(huán)加氫異構(gòu)脫蠟催化劑的制備方法以及費(fèi)托蠟生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的方法。

負(fù)載鉑的一般方法為浸漬法，即先在載體上浸漬鉑化合物如氯鉑酸，然后高溫焙燒成氧化鉑，最后在氫氣氣氛下高溫還原成鉑單質(zhì)。這種方法得到的鉑顆粒粒徑較大且不集中，分散度較低；且在多次高溫焙燒下會進(jìn)一步團(tuán)聚，而由此得到的催化劑性能較為一般，活性和選擇性都不高。對于如何得到高分散度的鉑顆粒，一種思路是先制備較小粒度的鉑納米顆粒膠體溶液，再進(jìn)行負(fù)載。鉑納米顆粒的制備有多種方法，可以得到不同粒徑以及形貌的鉑顆粒，用于各種不同的科學(xué)研究方向。如專利CN109174170A采用水合肼作為鉑還原劑制備了具有高分散鉑的加氫異構(gòu)催化劑，但異構(gòu)選擇性、異構(gòu)產(chǎn)率和收率仍然較低，或者需要較高的溫度才能達(dá)到滿意的異構(gòu)選擇性、異構(gòu)產(chǎn)率和收率。

專利CN105688979A采用乙二醇作為鉑還原劑負(fù)載于TiO₂SAPO-11復(fù)合載體上制備了具有高轉(zhuǎn)化率與高異構(gòu)化選擇性的催化劑，取得了較好的結(jié)果。但其異構(gòu)選擇性、異構(gòu)產(chǎn)率和收率仍然較低，或者需要較高的溫度才能達(dá)到滿意的異構(gòu)選擇性、異構(gòu)產(chǎn)率和收率。

上述缺點(diǎn)產(chǎn)生的原因在于鉑納米顆粒的分散度仍然不高，并且在用于催化正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)化的反應(yīng)過程中，鉑納米顆粒進(jìn)一步團(tuán)聚，進(jìn)一步降低了鉑顆粒的分散度。

為解決上述問題提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對鉑負(fù)載加氫異構(gòu)分子篩催化劑鉑顆粒分散度低的缺點(diǎn)，合成了鉑納米顆粒高度分散且鉑納米顆粒錨固在分子篩表面的催化劑，用于正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)，具有較高的異構(gòu)選擇性，尤其是單支異構(gòu)選擇性提高明顯。本發(fā)明的制備方法使用巰基硅氧烷對催化劑載體分子篩進(jìn)行改性，用于錨定鉑顆粒，控制鉑納米顆粒在載體上的落位；提高了負(fù)載鉑納米顆粒的粒徑和分散度，并在用于催化正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)化的反應(yīng)過程中有效地抑制了鉑納米顆粒的團(tuán)聚。

本發(fā)明采用的方法具體概述為：采用乙二醇作為還原劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為穩(wěn)定劑，氯鉑酸作為前驅(qū)體，并添加氫氧化鈉，在較高的回流溫度下得到還原好的鉑納米顆粒膠體溶液。所得膠體溶液經(jīng)過多次離心洗滌，配制成乙醇溶液；然后采用3-巰丙基三甲氧基硅烷與分子篩接枝并與鉑納米顆粒配位，采用過飽和浸漬的方法將鉑納米顆粒負(fù)載在SSZ-32分子篩上。制備得到的催化劑在較高溫度空氣氣氛下焙燒，并在氫氣氣氛下還原即得到鉑納米顆粒錨固在分子篩表面的催化劑，且鉑納米顆粒的粒徑不大于2.0nm。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明第一方面公開了一種催化劑，其包括分子篩和金屬顆粒，所述金屬顆粒錨固在分子篩表面，所述金屬顆粒的粒徑不大于2.0nm。

優(yōu)選地，所述分子篩為SSZ-32分子篩，所述金屬顆粒為鉑顆粒。

本發(fā)明第二方面公開了所述催化劑的制備方法，包括如下步驟：