异构化催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种异构化催化剂及其制备方法。本发明专利技术的异构化催化剂的制备方法，包括如下步骤：采用金属元素对氧化铝原料进行改性，得到改性氧化铝，所述金属元素选自元素周期表IA族和IIA族中的至少一种；将所述改性氧化铝与钠型分子筛混合成型，得到催化剂中间体；将催化剂中间体实施铵交换，得到异构化催化剂。本发明专利技术的异构化催化剂制备成本低，活性稳定性高，有利于工业生产与应用。有利于工业生产与应用。

【技术实现步骤摘要】
异构化催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种催化剂，具体涉及一种异构化催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]异丁烯是重要的化工原料，主要用于制备丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯腈、抗氧剂、叔丁酚、叔丁基醚等，随着异丁烯下游产品的开发利用，通过分离石油裂解碳四馏分生产的异丁烯远远不能满足需求。
[0003]此外，轻汽油醚化工艺可将汽油中的碳五活性烯烃与甲醇发生反应生成甲基叔戊基醚，该工艺能够有效降低催化汽油中的烯烃含量、提高催化汽油的辛烷值、降低蒸汽压，同时可将低值甲醇转化成高值汽油，进而提高炼厂的经济效益，因此具有广阔的应用前景。
[0004]为了增加异丁烯的产量、最大限度地降低汽油中的烯烃含量增产高辛烷值汽油调和组分，目前开发了一些用于将正丁烯、正戊烯等正构烯烃转化为异丁烯、异戊烯等异构烯烃的异构化催化剂和工艺方法，这些异构化催化剂主要以具有FER拓扑结构的镁碱沸石分子筛类为主。
[0005]公开号为CN 103566966 A的专利公开了一种正构烯烃异构化催化剂及其制备方法，该异构化催化剂包括载体和改性化合物，其中改性化合物与载体的质量比为(0.01-0.4)：1，载体包括混合分子筛和粘结剂，改性化合物选自酚、单糖或二糖、多元醇或有机酸铵，混合分子筛包括中孔分子筛(如ZSM5和ZSM22等)和大孔分子筛(Beta分子筛)，该异构化催化剂可在一定程度上提高正构烯烃异构化反应产物的选择性。
[0006]公开号为CN 105418353 A的专利公开了一种正丁烯异构化的方法，该方法在异构化条件下将正丁烯与异构化催化剂进行第四接触，其中异构化催化剂含有改性的镁碱沸石，该改性的镁碱沸石通过将待改性的镁碱沸石在溶液条件下与含铵化合物进行第一接触而得到，在用于正丁烯异构化反应时能够提高反应物的转化率以及产物的选择性。
[0007]公开号为CN 103041849 A的专利公开了一种碱土金属改性的镁碱沸石及其制备方法和应用，该碱土金属改性的镁碱沸石按沸石重量百分比计，碱土金属(钙、镁或钡)的二价离子质量含量为0.1-1.5％，SiO2/Al2O3摩尔比为15-20，其是由氢型镁碱沸石经过碱土金属离子交换制备得到，包括将氢型镁碱沸石同含碱土金属元素的化合物溶液打浆均匀，在20-95℃下交换1-8小时，交换反复进行，交换后浆料经过滤、洗涤、烘干、焙烧等步骤。上述方法通过控制离子交换的条件，可得到适宜交换度的改性的镁碱沸石分子筛，在正丁烯骨架异构化生产异丁烯的反应中，采用上述碱土金属改性的镁碱沸石，比采用未改性的氢型镁碱沸石具有更高的异丁烯产率。
[0008]然而，上述方法通常是对氢型镁碱沸石分子筛进行多次交换/改性、洗涤、烘干、焙烧等过程，易在产物中引入骨架杂原子，影响分子筛的晶体结构，不利于催化剂的长周期稳定运行，且上述方法制备工艺复杂，物耗能耗较大，成本较高，不利于工业化生产和应用。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种异构化催化剂的制备方法，能够制备得到具有良好活性稳定性等优异性能的异构化催化剂，且工艺简单，制备成本低。
[0010]本专利技术还提供一种异构化催化剂，具有良好的催化活性和稳定性，能够有效提高异构化反应效率及异构化选择性，且不易积碳失活，利于异构化反应的长周期运行。
[0011]本专利技术的一方面，提供一种异构化催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0012]采用金属元素对氧化铝原料进行改性处理，得到改性氧化铝，所述金属元素选自元素周期表IA族和IIA族中的至少一种；
[0013]将所述改性氧化铝与所述钠型分子筛混合成型，得到催化剂中间体；
[0014]将所述催化剂中间体实施离子交换，得到所述异构化催化剂。
[0015]本专利技术提供的异构化催化剂的制备方法，采用上述特定的金属元素对氧化铝原料进行改性，将改性氧化铝与钠型分子筛混合成型后，再进行铵交换，可以制备得到具有优异性能的异构化催化剂，且具有制备工艺简单、易操作、生产成本低等优点。
[0016]本专利技术制备方法可以制备得到具有良好催化活性和稳定性等优异性能的异构化催化剂，更具体而言，该异构化催化剂在催化异构化反应时，不仅表现出良好的催化活性，而且积碳速率低、单程寿命长，能够保证异构化反应的长周期稳定运行。专利技术人进行原理分析，推测其原因可能在于，通过对氧化铝原料进行特定金属元素的改性，改变了氧化铝原料的酸性；将钠型分子筛与改性氧化铝混合成型，进一步调变了成型催化剂(或称催化剂中间体)的酸性和孔道结构，然后再将成型催化剂进行交换，实现由钠型向氢型的转换，使最终所得的异构化催化剂具有合适的酸性和孔道结构，从而表现出上述良好的活性和稳定性。
[0017]一般情况下，本专利技术中，金属元素可以包括钾和镁的至少其中之一；以金属氧化物计，金属元素的总负载量为改性氧化铝质量的0.1-10％，进一步可以为0.3％-5％，或0.5％-4％。比如在一实施方式中，金属元素为钾，上述金属元素的总负载量为氧化钾(K2O)的质量占改性氧化铝质量的比例；在另一实施方式中，金属元素为钾和镁，上述金属元素的总负载量为氧化钾(K2O)的质量与氧化镁(MgO)的质量之和占改性氧化铝质量的比例。
[0018]上述对氧化铝原料进行改性，一般可采用等体积浸渍法或离子交换法等本领域常用方法进行，本专利技术对比不做特别限定。在本专利技术具体实施过程中，上述改性过程一般可以包括：将氧化铝原料等体积浸渍于含有金属元素的溶液中，于室温陈化4-24小时，随后将浸渍产物在100-150℃下烘干，得到改性氧化铝。上述含有金属元素的溶液一般可以是金属元素的可溶性盐溶液，其中，金属元素的可溶性盐通常可以是硝酸盐，比如可以选自乙酸镁、硝酸镁、硝酸钾中的至少一种。
[0019]进一步地，上述制备方法中，氧化铝原料一般可以选自拟薄水铝石、SB粉和γ-氧化铝中的至少一种。
[0020]在本专利技术的具体实施过程中，上述钠型分子筛一般可以是ZSM-35分子筛(Na型ZSM-35分子筛)，可通过商购获得，也可自行制备，比如可由包括氢氧化钠、硅源、铝源和模板剂的原料进行晶化合成得到。具体地，在本专利技术的一实施方式中，还包括通过晶化合成制备钠型分子筛，晶化合成原料包括氢氧化钠、硅源、铝源、模板剂和水，晶核合成的条件为：温度140-170℃，时间48-96小时，且控制原料中Al2O3：SiO2：模板剂：水(H2O)的摩尔比为1：(10-100)：(2-40)：(100-1000)。其中，氢氧化钠既可作为钠源，还可以调节晶化合成体系的
碱性，一般情况下，在上述晶化合成原料中，氢氧化钠的加入量与水的加入量的质量比约为(60-80)：1000，进一步可以为(70-75)：1000；如在一实施方式中，按照Al2O3：SiO2：模板剂：水的摩尔比为1：(10-100)：(2-40)：(100-1000)的投料比，加入4000克去离子水、293克氢氧化钠(氢氧化钠的加入量与水的加入量的质量比为73.25：1000)以及相应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异构化催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用金属元素对氧化铝原料进行改性，得到改性氧化铝，所述金属元素选自元素周期表IA族和IIA族中的至少一种；将所述改性氧化铝与钠型分子筛混合成型，得到催化剂中间体；将所述催化剂中间体实施铵交换，得到所述异构化催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属元素包括钾和镁的至少其中之一；以金属氧化物计，所述金属元素的总负载量为所述改性氧化铝质量的0.1-10％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，采用等体积浸渍法对所述氧化铝原料进行改性。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝原料选自拟薄水铝石、SB粉和γ-氧化铝中的至少一种。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，还包括通过晶化合成制备所述钠型分子筛，晶化合成原料包括氢氧化钠、硅源、铝源、模板剂和水，所述晶化合成的条件为：温度140-170℃，时间48-96小时，且控制所述原料中Al2O3：SiO2：模板剂：水的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚荣，樊金龙，陈蓝天，龚涛，许磊，贺春梅，魏书梅，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：