用于烷烃异构的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于催化剂技术领域，具体涉及一种用于烷烃异构的催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的用于烷烃异构的催化剂，以质量百分数计，其化学组成如下：钯0.1～0.5％，镓0.1～0.5％，杂多酸2～10％，余量的二氧化硅；杂多酸为磷钨酸或磷钼酸中的一种或多种。本发明专利技术的用于烷烃异构的催化剂是通过将杂多酸负载到二氧化硅小球上，并利用贵金属钯及镓改性制备完成的，其具有适宜的比表面、比孔容，活性及稳定性高。将该催化剂用于异构化反应，其异构化率、液体收率均较现有催化剂有较大提高，异构化率大于59.3％，液体收率大于95.7％，适宜工业推广。本发明专利技术的制备方法安全、环保、简便。

Catalyst for alkane isomerization and its preparation method and Application

The invention belongs to the technical field of catalysts, in particular to a catalyst for alkane isomerization, a preparation method and application thereof. The catalyst for alkane isomerization described in the present invention is composed of palladium 0.1-0.5%, gallium 0.1-0.5%, heteropoly acid 2-10%, residual silicon dioxide, and heteropoly acid which is one or more of phosphotungstic acid or phosphomolybdic acid. The catalyst for alkane isomerization is prepared by loading heteropoly acid onto silica spheres and modifying with noble metal palladium and gallium. The catalyst has suitable specific surface area, specific pore volume, high activity and stability. When the catalyst was used in isomerization reaction, the isomerization rate and liquid yield of the catalyst were higher than those of the existing catalysts. The isomerization rate was more than 59.3% and the liquid yield was more than 95.7%. The preparation method of the invention is safe, environment-friendly and simple.

【技术实现步骤摘要】
用于烷烃异构的催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种用于烷烃异构的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
正构烃异构化是石化工业的重要反应之一，异构烃具有广泛的用途。例如，将正丁烷转化为异丁烷，可用于合成烷基化汽油，也可以用于脱氢生产异丁烯，进而生产聚合物。又如，将C5-C8正构烷烃进行异构化，可用于生产高辛烷值汽油组分等等。早期使用的异构化催化剂H2SO4和HF等虽然酸性强，反应温度低，但有强烈的腐蚀性和毒性。上世纪六十年代，无水氯化铝被作为异构化催化剂使用。氯化铝虽然活性高，反应温度也比较低，但选择性和稳定性差，且同样存在腐蚀和污染问题。后来，Ni-SiO2-Al2O3、Pt/Cl-Al2O3等固体多相催化剂的引入克服了液体酸催化剂的缺点，活性较好，反应温度较低，但非贵金属催化剂选择性差，贵金属催化剂又很容易中毒。此外，以氧化铝为载体的催化剂酸性太弱，需在反应过程中不断加入适量的氯化物助剂以维持低温活性，操作复杂。目前，含Pt的H-MOR催化剂是广泛使用的工业催化剂，但其仍未完全克服上述缺点。因此，亟需开发一种新型、高效的用于烷烃异构化工艺的催化剂。
技术实现思路
为了避免现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种用于烷烃异构的催化剂，其异构化率、液体收率均较现有催化剂有较大提高；本专利技术同时提供其安全、环保、简便的制备方法和应用。本专利技术所述的用于烷烃异构的催化剂，以质量百分数计，其化学组成如下：其中：杂多酸为磷钨酸或磷钼酸中的一种或多种。所述的用于烷烃异构的催化剂的制备方法是：以二氧化硅为载体，以杂多酸为活性组分，利用钯、镓改性制得。具体包括以下步骤：(1)先将杂多酸溶解于水中，之后再倒入二氧化硅小球中，浸渍，自然风干，焙烧，自然降温；(2)配置钯盐和镓盐的酸溶液，控制pH值为1～4，将自然降温后的载体加入到配置好的钯盐和镓盐的酸溶液中，浸渍，焙烧，制得用于烷烃异构的催化剂。其中：步骤(1)的二氧化硅小球的比表面积为100～200m2/g。步骤(1)的浸渍时间为1～3小时，焙烧时间为2～4小时，焙烧温度为400～600℃。步骤(2)的浸渍时间为1～3小时，焙烧时间为4～6小时，焙烧温度为400～600℃。所述的用于烷烃异构的催化剂的应用是：采用固定床反应器，使正构烷烃通过设置在固定床反应器中的用于烷烃异构的催化剂床层，在催化剂的作用下，将正构烷烃转化为异构烷烃。烷烃异构的操作温度为200℃～300℃，操作压力为1.0～1.5MPa，正构烷烃通过用于烷烃异构的催化剂床层的空速为0.5～1h-1。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的用于烷烃异构的催化剂是通过将杂多酸负载到二氧化硅小球上，并利用贵金属钯及镓改性制得的，其具有适宜的比表面、比孔容，活性及稳定性高。将该催化剂用于异构化反应，其异构化率、液体收率均较现有催化剂有较大提高，异构化率大于59.3％，液体收率大于95.7％，适宜工业推广。本专利技术的制备方法安全、环保、简便。附图说明图1是本专利技术固定床评价装置结构示意图；图中：1.原料罐，2.原料计量泵，3.固定床反应器，4.油浴入口，5.油浴出口，6.取样口，7.反应压控，8.冷凝器，9.收集罐，10.放空，11.热偶管。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例1选取100g比表面积为135m2/g的二氧化硅小球做载体，将10g磷钨酸溶解在水中，然后将其倒入二氧化硅小球中浸渍2小时，取出自然风干，然后在马弗炉中焙烧3小时，焙烧温度为400℃，取出自然降温。将0.6g氯化钯和1g硝酸镓溶解到稀盐酸中，调节溶液的pH值为1，将自然降温后的载体倒入配置好的上述溶液中，浸渍2小时后，放入马弗炉中焙烧5小时，焙烧温度为450℃制得烷烃异构催化剂。采用结构如图1所示的固定床反应器，取50ml所得的催化剂置于Φ25×2.5mm的固定床反应器中，以正己烷烃为原料在反应温度230℃，压力1.2MPa，空速0.5h-1的条件下进行异构化反应，异构化率为69.1％，液体收率为98.3％。实施例2选取100g比表面积为160m2/g的二氧化硅小球做载体，将10g磷钼酸溶解在水中，然后将其倒入二氧化硅小球中浸渍2小时，取出自然风干，然后在马弗炉中焙烧3小时，焙烧温度为450℃，取出自然降温。将0.5g氯化钯和0.8g硝酸镓溶解到稀盐酸中，调节溶液的pH值为2，将自然降温后的载体倒入配置好的上述溶液中，浸渍2小时后，放入马弗炉中焙烧5小时，焙烧温度为500℃制得烷烃异构催化剂。采用结构如图1所示的固定床反应器，取50ml所得的催化剂置于Φ25×2.5mm的固定床反应器中，以正庚烷烃为原料在反应温度260℃，压力1.5MPa，空速0.5h-1的条件下进行异构化反应，异构化率为59.7％，液体收率为97.1％。实施例3选取100g比表面积为145m2/g的二氧化硅小球做载体，将10g磷钼酸溶解在水中，然后将其倒入二氧化硅小球中浸渍2小时，取出自然风干，然后在马弗炉中焙烧4小时，焙烧温度为500℃，取出自然降温。将0.6g氯化钯和1.1g硝酸镓溶解到稀盐酸中，调节溶液的pH值为3，将自然降温后的载体倒入配置好的上述溶液中，浸渍2小时后，放入马弗炉中焙烧4小时，焙烧温度为500℃制得烷烃异构催化剂。采用结构如图1所示的固定床反应器，取50ml所得的催化剂置于Φ25×2.5mm的固定床反应器中，以正庚烷烃为原料在反应温度260℃，压力1.5MPa，空速0.5h-1的条件下进行异构化反应，异构化率为59.3％，液体收率为96.8％。实施例4选取100g比表面积为150m2/g的二氧化硅小球做载体，将10g磷钨酸溶解在水中，然后将其倒入二氧化硅小球中浸渍2.5小时，取出自然风干，然后在马弗炉中焙烧3小时，焙烧温度为450℃，取出自然降温。将1.0g氯化钯和1g硝酸镓溶解到稀盐酸中，调节溶液的pH值为2，将自然降温后的载体倒入配置好的上述溶液中，浸渍3小时后，放入马弗炉中焙烧4小时，焙烧温度为450℃制得烷烃异构催化剂。采用结构如图1所示的固定床反应器，取50ml所得的催化剂置于Φ25×2.5mm的固定床反应器中，以正己烷烃为原料在反应温度240℃，压力1.3MPa，空速0.5h-1的条件下进行异构化反应，异构化率为70.5％，液体收率为95.7％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于烷烃异构的催化剂，其特征在于以质量百分数计，其化学组成如下：

【技术特征摘要】
1.一种用于烷烃异构的催化剂，其特征在于以质量百分数计，其化学组成如下：其中：杂多酸为磷钨酸或磷钼酸中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的用于烷烃异构的催化剂，其特征在于以质量百分数计，其化学组成如下：3.一种权利要求1或2所述的用于烷烃异构的催化剂的制备方法，其特征在于：以二氧化硅为载体，以杂多酸为活性组分，利用钯、镓改性制得。4.根据权利要求3所述的用于烷烃异构的催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)先将杂多酸溶解于水中，之后再倒入二氧化硅小球中，浸渍，自然风干，焙烧，自然降温；(2)配置钯盐和镓盐的酸溶液，控制pH值为1～4，将自然降温后的载体加入到配置好的钯盐和镓盐的酸溶液中，浸渍，焙烧，制得用于烷烃异构的催化剂。5.根据权利要求3所述的用于烷烃异构的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)的二氧化硅小球的比表面积为100～200m2/g。6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯磊，孙丛丛，杨忠梅，朱相春，吕爱梅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37