一种烷烃的加氢异构化反应方法技术

本发明专利技术提供一种直链烷烃的加氢异构化反应的方法，包括将一种含有直链烷烃的原料和氢气在加氢异构反应条件下与一种加氢异构催化剂接触，其特征在于在所说原料中含有５－１００００ｐｐｍ，优选１０－４０００ｐｐｍ的含强电负性元素的化合物作为反应助剂。采用本发明专利技术方法进行加氢异构化反应时，可以得到较高的反应平衡转化率和较好的异构烷烃选择性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烷烃的加氢异构化反应方法。特别涉及一种氢气和正构烷烃的以含加氢/脱氢金属组分的固体酸为催化剂的加氢异构化反应方法，所说的氢气与烷烃的加氢异构化反应方法是指直链烷烃和氢气反应生成相应的支链烷烃的催化反应过程。正构烷烃的加氢异构化反应方法已有许多工业化过程，例如美国UOP公司的Butamer，Penex，TIP等工艺(美国NPRA年会报告AM-99-29，AM-90-12，AM-88-45；“Fuel Processing Technology，35(1993)183)。关于正构烷烃异构化的反应方法也有许多的专利报道美国专利5,157,199描述了C4-C6直链烷烃的加氢异构化反应方法，所用催化剂为Pt-SO4＝/ZrO2，异构化反应条件为温度为200℃；压力为790kPa；H2/烷烃的摩尔比为4.5∶1。并在反应物料中加入0.1-0.8重量％的金刚烷C10H16作为反应助剂。美国专利5,905,181描述了C10-C40直链烷烃的加氢异构化反应方法。反应物料中加入了5-50000ppm的含氮化合物阻剂，如胺。反应条件为温度为250-500℃，压力为1-25000Kpa，H2/烷烃的摩尔比为为0.1∶1-10∶1。反应物料中加入了含氮化合物后可以使催化剂抗硫，并改善反应的选择性。美国专利3,032,599和欧洲专利0174,836也描述了采用Pt-SO4＝/ZrO2为催化剂进行C4-C6直链烷烃加氢异构反应的方法。美国专利5,057,471描述了直链烷烃的加氢异构化反应的方法，催化剂为载铂(Pt)的丝光沸石。反应条件为温度为250℃，压力为30atm，H2/烷烃的摩尔比为1∶1。美国专利5,095,169和5,107,054描述了采用载铂的β沸石和MCM-22分子筛为催化剂的直链烷烃的加氢异构化反应方法。反应条件为温度为200-350℃，压力为1-70atm，H2/烷烃的摩尔比为0.1∶1至10∶1。美国专利5,256,277描述了直链烷烃的加氢异构化反应方法，所用催化剂为负载加氢组分铂的中孔分子筛材料，反应条件为温度为90-430℃，压力为1-100atm，H2/烷烃的摩尔比为为0.1∶1至10∶1。美国专利5,391,532描述了直链烷烃的加氢异构化反应方法。所用催化剂为Pt-杂多酸或杂多酸盐/载体(SiO2，γ-Al2O3，ZrO2，无定型SiO2-Al2O3等)。美国专利6,080,904描述了直链烷烃的加氢异构化反应方法。所用催化剂为Pt-W/ZrO2。反应条件为温度为93-425℃，压力为1-7000Kpa，H2/烷烃的摩尔比为为0.1∶1至10∶1。上述与本专利技术相关的专利均没有涉及本专利技术中在直链烷烃的加氢异构化反应原料中加入微量含强电负性元素的化合物作为反应助剂进行异构化反应的技术。本专利技术的专利技术人意外地发现，如果在异构化反应原料直链烷烃中加入含强电负性元素的有机或无机化合物作为反应助剂，并选择合适的反应条件进行加氢异构化反应，可以较大地改善反应的平衡转化率，并且延长催化剂的寿命。我们的研究表明在反应物料的混合物中加入含强电负性元素的助剂，这些助剂在异构化反应中与负载铂的固体酸催化剂的酸性中心接触时，会发生相互作用。其结果较大地改变了固体酸催化剂原有的酸性性质，特别是酸强度Ho和酸中心密度。因而较大地改变了负载铂的固体酸催化剂在直链烷烃加氢异构化反应中的催化性质。本专利技术所提供的直链烷烃的加氢异构化反应的方法包括将一种含有直链烷烃的原料和氢气在加氢异构反应条件下与一种加氢异构催化剂接触，其特征在于在所说原料中含有5-10000ppm，优选10-4000ppm，更优选10-2000ppm的含强电负性元素的化合物作为反应助剂。采用本专利技术方法进行加氢异构化反应时，可以得到较高的反应平衡转化率和较好的异构烷烃选择性。具体实施例方式本专利技术提供的方法中所说强电负性元素优选的为卤素，所说含强电负性元素的有机或无机化合物优选的为卤化氢或者在烷基化条件下能分解为卤化氢的无机或有机化合物。一般来说所有在烷基化条件下能分解为卤化氢的无机或有机化合物都可以用于本专利技术，但优选的无机化合物为卤化氢如HF、HCl、HBr和HI，更优选的为HF或HCl；优选的有机化合物为具有2～8个碳原子的含卤素的有机化合物。所说含强电负性元素的有机或无机化合物也可以是上述化合物中的二种或二种以上的混合物。本专利技术提供的方法中所说有机化合物包括，但不限于，具有2～8个碳原子的一或二卤代的烷烃，例如一氟乙烷，一氯乙烷，1-氟丙烷，1-氯丙烷，2-氟丙烷，1-氟丁烷，1-氯丁烷，1-溴丁烷，2-氟丁烷，1，3-二氟丁烷，1，3-二氯丁烷，1-氟异戊烷，1-氟己烷，2-氟己烷，1-氟庚烷，1-氟辛烷，2-氟辛烷，1-氯辛烷，氟代异辛烷等。本专利技术提供的方法中所说含强电负性元素的有机或无机化合物最优选的为氟化氢或者氯化氢。本专利技术提供的方法中所说直链烷烃为C4-C6的直链烷烃，如正丁烷、正戊烷和正己烷，或者是它们的混合物。本专利技术提供的方法中所说加氢异构化反应的条件可以是现有技术中普遍采用的反应条件，例如反应温度为50-400℃，优选70-350℃；压力为0.5-8.0MPa，优选2-7MPa；氢气与烷烃的摩尔比范围为0.5-10，优选1.0-5.0；原料重量空速为0.5-10小时-1，优选1.5-7.5小时-1。本专利技术提供的方法中所说加氢异构催化剂为现有技术中所公开的常规的用于直链烷烃的加氢异构化反应的相应催化剂，本专利技术对其没有特别的限制。该催化剂一般是含有加氢/脱氢金属组分的固体酸催化剂，例如含有第VIIIA族金属元素的固体酸催化剂。作为这种催化剂的例子，可以列举，例如，含有Pt、Pa或Ni的杂多酸催化剂、杂多酸盐催化剂、负载型杂多酸催化剂、负载型杂多酸盐催化剂、沸石分子筛催化剂、SO42-/氧化物超强酸催化剂、负载型Brnsted-Lewis(简称B-L)共轭固体超强酸催化剂、固体聚合离子交换树脂、和用Brnsted或Lewis酸处理的氧化物或分子筛催化剂等。在这些催化剂中，特别优选的是含有Pt、Pa或Ni的负载型杂多酸催化剂和含有Pt、Pa或Ni的负载型Brnsted-Lewis共轭固体超强酸催化剂。本专利技术提供的方法中所说负载型杂多酸催化剂为多孔无机载体和一种杂多酸组成，其中所说杂多酸通式为H8-n[AM12O40]，其中A为P或Si，M为W或Mo，n为A的价态，其值为4或5；所说多孔无机载体为常规的多孔无机载体，包括活性炭、氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、天然或人工合成的硅铝酸盐沸石、碳纤维、天然粘土等，或者是它们的混合物，其中优选的是氧化硅、氧化铝或者它们的混合物。本专利技术提供的方法所说负载型B-L共轭固体超强酸催化剂优选的是由40-95重％的一种多孔无机载体和负载其上的1-60重％的一种杂多酸以及0.3-15重％的一种路易斯酸所组成；所说杂多酸和多孔无机载体的定义与说明负载型杂多酸类催化剂中对杂多酸和多孔无机载体的定义相同；所说路易斯酸选自AlCl3、BF3或者XF5，其中X为P、As、Sb或者Bi。本专利技术提供的直链烷烃的加氢异构化反应的方法可在各种反应器中进行，如固定床反应器、间歇釜式反应器、移动床反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直链烷烃加氢异构化反应方法，包括将一种含有直链烷烃的原料和氢气在加氢异构反应条件下与一种加氢异构催化剂接触，其特征在于在所说原料中含有５－１００００ｐｐｍ的含强电负性元素的化合物作为反应助剂。

【技术特征摘要】
1.一种直链烷烃加氢异构化反应方法，包括将一种含有直链烷烃的原料和氢气在加氢异构反应条件下与一种加氢异构催化剂接触，其特征在于在所说原料中含有5-10000ppm的含强电负性元素的化合物作为反应助剂。2.按照权利要求1的方法，其特征在于在所说原料中含有10-4000ppm的含强电负性元素的化合物作为反应助剂。3.按照权利要求1或2的方法，其中所说强电负性元素为卤素。4.按照权利要求1或2的方法，其中所说含强电负性元素的化合物为卤化氢或者在烷基化条件下能分解为卤化氢的无机或有机化合物。5.按照权利要求4的方法，其中所说有机化合物为具有2～8个碳原子的一或二卤代的烷烃。6.按照权利要求1的方法，其中所说含强电负性元素的化合物为氟化氢或者氯化氢。7.按照权利要求1的方法，其中所说直链烷烃为正丁烷、正戊烷或正己烷，或者是它们的混合物。8.按照权利要求1的方法，其中所说加氢异构化反应的条件是反应温度为50-400℃，压力为0.5-8.0MPa，氢气与烷烃的摩尔比范围为0.5-10，原料重量空速为0.5-10小时-1。9.按照权利要求8的方法，其中所说加氢异构化反应的条件是反应温度为70-350℃，压力为2-7MPa，氢气与烷烃的摩尔比范围为1.0-5.0，原料重量空速为1.5-7.5小时-1。10.按照权利要求1的方法，其中所说加氢异构催化剂为含有Pt、Pa或Ni的杂多酸催化剂、杂多酸盐催化剂、负载型杂多酸催化剂、负载型杂多酸盐催化剂、沸石分子筛催化剂、SO42-/氧化物超强酸催化剂、负载型Brnsted-Le...

【专利技术属性】
技术研发人员：何奕工，满征，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]