CN104117369B - 一种正构烷烃异构化催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种正构烷烃异构化催化剂及其制备方法和应用，涉及烷烃异构化催化剂的技术领域，用以解决现有异构化催化剂活性低、稳定性差和转化率低的问题；该正构烷烃异构化催化剂由载体γ‑Al₂O₃、金属组分Pt和卤素Cl组成，所述金属组分Pt的质量百分含量为0.1‑1.0％，所述卤素Cl的质量百分含量为2.0‑5.0％，余量为所述载体γ‑Al₂O₃；该正构烷烃异构化催化剂通过浸渍、还原、无机氯化、有机氯化而成，本发明在多孔载体γ‑Al₂O₃上负载金属单质Pt，并经过氯化处理后，形成Pt‑Al₂O₃‑Cl正烷烃低温异构化催化剂，该正构烷烃异构化催化剂高液收、高异构化率，反应活性高，稳定性好。

Description

一种正构烷烃异构化催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及烷烃异构化催化剂的技术领域，特别是指一种正构烷烃异构化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着汽油的标准逐渐向无铅、低芳烃、低蒸汽压、高辛烷值和高氧含量的方向发展，各国对能够提供高辛烷值而又不增加汽油芳烃含量的汽油调和组分的异构化的需求越来越多。异构烷烃相对于正构烷烃的辛烷值高很多，若能够使正构烷烃最大程度的转化成高辛烷值的异构烷烃，将对提高汽油的辛烷值起到非常重要的作用。由于我国的汽油绝大部分来自于催化裂化汽油，而对催化裂化汽油的加氢脱硫及降烯烃等处理会使其损失较多的辛烷值，因此，正构烷烃的异构化处理过程对提高汽油的辛烷值有着举足轻重的意义。

目前的异构化工艺主要集中在低温异构化和中温异构化两种工艺，中温异构化工艺对原料的硫含量、水含量等要求较低，但存在活性较低，反应温度高、裂化产物多、单程转化率低等缺点。相对于中温异构化工艺，低温异构化工艺则能提供较高的活性，使原料最大程度的转化，具有高液收、高异构化选择性，单程转化率高等优点。而催化剂是异构化工艺的核心，现有的异构化催化剂活性低、稳定性差、转化率低，而且，反应过程中需要不断地补充氯，使用不方便，成本高；因此，研发出高活性、高稳定性、高转化率的异构化催化剂迫在眉睫。

发明内容

本发明提出一种正构烷烃异构化催化剂及其制备方法和应用，解决了现有技术中异构化催化剂活性低、稳定性差和转化率低的问题。

本发明提出了一种正构烷烃异构化催化剂，其技术方案是这样实现的：由载体γ-Al₂O₃、金属组分Pt和卤素Cl组成，所述金属组分Pt的质量百分含量为0.1-1.0％，所述卤素Cl的质量百分含量为2.0-5.0％，余量为所述载体γ-Al₂O₃。

本发明的正构烷烃异构化催化剂由氧化铝载体(γ-Al₂O₃)负载金属铂(Pt)，并添加卤族元素——氯(Cl)组成，形成一种Pt-Al₂O₃-Cl催化剂，该催化剂无需在反应过程中补充氯，使反应更容易进行；这种低温正构烷烃异构化催化剂具有催化活性高，异构化转化率高，稳定性能好的特点，可以广泛应用于正构轻质烷烃的异构化反应中。

作为一种优选的实施方案，所述金属组分Pt的质量百分含量为0.2-0.5％。金属铂(Pt)是正构烷烃异构化的有效催化剂，其含量对正构烷烃异构化的转化率和活性有明显的影响。当催化剂中金属Pt的质量百分含量为0.2-0.5％时，该异构化催化剂的活性、转化率和稳定性均可以得到明显提高。

作为一种优选的实施方案，所述载体γ-Al₂O₃的比表面为200-230m²/g，其孔容为0.45-0.80mL/g。本发明主要是利用γ-Al₂O₃的多孔性质作为载体，使其负载金属Pt和后期的卤素Cl，γ-Al₂O₃独特的比表面和孔容为负载创立了良好的条件，使负载容易，使金属Pt分散均匀，催化剂活性好。

本发明提出了一种正构烷烃异构化催化剂的制备方法，其技术方案是这样实现的：包括以下操作步骤：1)浸渍，在80-120重量份的γ-Al₂O₃载体上浸渍20-30重量份的氯铂酸，将浸渍后的产物于100-120℃下干燥2-5h，然后，于500-700℃下氧化2-5h；2)还原，将步骤1)所得产物进行还原处理，还原温度200-500℃，还原时间2-5h，还原压力1-3MPa；3)无机氯化，将步骤2)所得产物进行无机氯化，所述无机氯化的温度为400-500℃，氯化时间为2-8h，无机氯化剂为AlCl₃，AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的15-50％；4)有机氯化，将步骤3)所得产物进行有机氯化，所述有机氯化的温度为100-400℃，氯化时间为0.5-2h，有机氯化剂为CCl₄或C₂H₆AlCl中的一种或两种，有机氯化剂的体积为γ-Al₂O₃载体体积的30-50％，有机氯化结束后，降温，即得该异构化催化剂。

本发明的正构烷烃异构化催化剂通过浸渍、还原、无机氯化和有机氯化而成，浸渍过程中使元素Pt分散到载体γ-Al₂O₃的微孔里；通过无机氯化和有机氯化使催化剂负载足量的卤素Cl，在异构化反应中无需在额外补充氯；无机氯化之后再进行有机氯化，无机氯化使催化剂载体与无机氯化剂充分键合，然后通过有机氯化，使有机氯化剂与无机氯化剂充分键合，从而大大提高催化剂的活性；该制备方法流程简单，易操作，原料低廉易得，成本低，易于实现产业化。

作为一种优选的实施方案，所述步骤3)中，无机氯化剂经过升华气化后由载气携带进入催化剂反应器，所述载气为氢气；所述步骤4)中，有机氯化剂通过气化由载气携带进入催化剂反应器，所述载气为惰性气体或经过脱氧脱水处理后的空气中的一种或两种。氢气携带着升华后的AlCl₃气体进入催化剂反应器，一方面，方便无机氯化剂进入反应器；另一方面，氢气的存在，可以充分对铂的氧化物进行还原，保证铂在催化剂中以金属单质的状态存在，从而保证催化剂的活性。

作为一种优选的实施方案，所述步骤3)结束后，采用氢气吹扫0.5-2h；所述步骤4)中降温在载气气氛下进行，载气吹扫时间为0.5-2h，温度降到40℃以下。由于无机氯化的反应温度较有机氯化的反应温度高，在无机氯化之后需要进行降温才能进行有机氯化，采用氢气进行吹扫无机氯化后的产物，一方面，可以到达快速降温的效果，提高实验效率；另一方面，氢气气氛对催化剂进行充分保护，防止空气对金属Pt的氧化，以充分保障催化剂的活性。同样，有机氯化结束之后，需要对催化剂进行降温，从而得到高稳定性的催化剂，以进行催化剂的性能检测和活性评价。

作为一种优选的实施方案，所述步骤2)中还原处理为气相还原，所述还原气体为氢气，所述还原压力为氢气压力；所述步骤2)之后经过降温处理，降温时氢气压力为0.1-0.5MPa，温度为100-200℃。对铂的还原采用氢气进行还原，使反应进行充分，同时，不会携带其它杂质进入催化剂，保持了催化剂的纯度；还原后的催化剂也需要进行降温处理，从而更好地调节后续无机氯化的温度。

本发明还提出了一种正构烷烃异构化催化剂的应用，其技术方案是这样实现的：所述催化剂用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应。

作为一种优选的实施方案，所述催化剂用于nC₅-nC₆正构烷烃的异构化反应。

本发明的正构烷烃异构化催化剂可以用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应，特别是用于nC₅-nC₆正构烷烃的异构化反应，催化剂装入固定床反应器之后，使氢气和正构烷烃共同通过催化剂床层进行反应，反应容易，不需要额外补充氯，反应的转化率高。

作为一种优选的实施方案，所述正构烷烃的异构化反应中，反应温度为120-180℃，氢气分压为1.0-3.0MPa，氢气与正构烷烃的体积比为0.1-1.0，体积空速为1.0-2.0h^-1。本发明的正烷烃异构化催化剂，特别适用于正构烷烃的低温异构化反应，反应温度低，反应条件易控制，具有高液收，高异构化选择性，单程转化率高的优点。

本发明的有益效果：本发明通过浸渍、还原、无机氯化和有机氯化制作而成一种Pt-Al₂O₃-Cl催化剂，经过两次氯化使催化剂即含有无机氯化剂又含有有机氯化剂，催化剂充分保持了金属Pt的单质状态，其在载体中的分散性好；该制备方法流程简单，条件温和，成本低，易于实现产业化；所得催化剂稳定好，可用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应，特别是nC₅-nC₆正构烷烃的异构化反应，使反应进行的容易，无需额外补充氯，具有催化活性高，液收高，异构化选择性高，单程转化率高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一所得催化剂的红外光谱图；

图2为本发明实施例二所得催化剂的红外光谱图；

图3为本发明实施例三所得催化剂的红外光谱图；

图4为本发明实施例四所得催化剂的红外光谱图；

图5为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种正构烷烃异构化催化剂，由载体γ-Al₂O₃、金属组分Pt和卤素Cl组成，所述金属组分Pt的质量百分含量为0.1-1.0％，所述卤素Cl的质量百分含量为2.0-5.0％，余量为所述载体γ-Al₂O₃。

进一步，所述金属组分Pt的质量百分含量为0.2-0.5％。

所述载体γ-Al₂O₃的比表面为200-230m²/g，其孔容为0.45-0.80mL/g。

参阅附图5，一种正构烷烃异构化催化剂的制备方法，包括以下操作步骤：

1)浸渍，在80-120重量份的γ-Al₂O₃载体上浸渍20-30重量份的氯铂酸，将浸渍后的产物于100-120℃下干燥2-5h，然后，于500-700℃下氧化2-5h；

2)还原，将步骤1)所得产物进行还原处理，还原温度200-500℃，还原时间2-5h，还原压力1-3MPa；

3)无机氯化，将步骤2)所得产物进行无机氯化，所述无机氯化的温度为400-500℃，氯化时间为2-8h，无机氯化剂为AlCl₃，AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的15-50％；

4)有机氯化，将步骤3)所得产物进行有机氯化，所述有机氯化的温度为100-400℃，氯化时间为0.5-2h，有机氯化剂为CCl₄或C₂H₆AlCl中的一种或两种，有机氯化剂的体积为γ-Al₂O₃载体体积的30-50％，有机氯化结束后，降温，即得该异构化催化剂。

进一步，所述步骤3)中，无机氯化剂经过升华气化后由载气携带进入催化剂反应器，所述载气为氢气；所述步骤4)中，有机氯化剂通过气化由载气携带进入催化剂反应器，所述载气为惰性气体或经过脱氧脱水处理后的空气中的一种或两种。

所述步骤3)结束后，采用氢气吹扫0.5-2h；所述步骤4)中降温在载气气氛下进行，载气吹扫时间为0.5-2h，温度降到40℃以下。

所述步骤2)中还原处理为气相还原，所述还原气体为氢气，所述还原压力为氢气压力；所述步骤2)之后经过降温处理，降温时氢气压力为0.1-0.5MPa，温度为100-200℃。

一种正构烷烃异构化催化剂的应用，所述催化剂用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应。

进一步地，所述催化剂用于nC₅-nC₆正构烷烃的异构化反应。

所述正构烷烃的异构化反应中，反应温度为120-180℃，氢气分压为1.0-3.0MPa，氢气与正构烷烃的体积比为0.1-1.0，体积空速为1.0-2.0h^-1。

实施例一

取20重量份的氯铂酸，将其浸渍到100重量份的γ-Al₂O₃载体上，γ-Al₂O₃载体的比表面为200m²/g，孔容为0.60mL/g；然后，将浸渍后的产物置于100℃的烘箱中进行干燥，干燥2h后，再置于500℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧5h。

将所得产物置于反应器中，采用氢气进行还原处理，还原温度为250℃，氢气压力2MPa，还原时间2h；还原结束后，保持氢气压力为0.1MPa，使反应温度降至100℃，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

将AlCl₃升华气化，采用H₂作为载气将气化的AlCl₃载入催化剂床层，氯化温度为500℃，常压氯化6h，所用AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的50％；氯化结束后，采用H₂继续吹扫2h，使温度降至200℃。

将CCl₄气化，采用N₂作为载气将气化的CCl₄载入催化剂床层，氯化温度为300℃，常压氯化30min，所用CCl₄的体积为γ-Al₂O₃载体体积的30％；有机氯化结束后，采用N₂继续吹扫2h，使温度降至40℃，吹扫结束后，即得到该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.A”。

将该催化剂在Thermo Nicolet公司生成的Nexus型傅立叶变换红外光谱仪进行红外光谱测试，图1列出了该正构烷烃异构化催化剂的吡啶吸附红外光谱图；由图1可以看出，其红外谱图中表现出了明显的催化剂异构化酸性中心，主要为1540cm^-1附近出现明显的B酸吸收峰。

将该催化剂于PANalytical B.V.生产的Axios荧光光谱仪(WDXRF)上进行XRF测试，测试结果表明，该催化剂中含有1.0wt％的Pt。

将该催化剂于上海雷磁生产的pH计上，采用电位滴定法进行Cl测试，测试结果表明，该催化剂中Cl含量为3.5wt％。

实施例二

取30重量份的氯铂酸，将其浸渍到80重量份的γ-Al₂O₃载体上，γ-Al₂O₃载体的比表面为220m²/g，孔容为0.45mL/g；然后，将浸渍后的产物置于120℃的烘箱中进行干燥，干燥5h后，再置于600℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧2h。

将所得产物置于反应器中进行还原处理，该还原处理过程为气相还原，所述还原气体为氢气，还原温度为500℃，氢气压力1MPa，还原时间3h，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

将AlCl₃升华气化，采用H₂作为载气将气化的AlCl₃载入催化剂床层，氯化温度为400℃，常压氯化8h，所用AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的30％；氯化结束后，采用H₂继续吹扫1h，使温度降至100℃。

将CCl₄气化，采用Ar和He的混合气体作为载气将气化的CCl₄载入催化剂床层，氯化温度为100℃，常压氯化2h，所用CCl₄的体积为γ-Al₂O₃载体体积的40％；有机氯化结束后，采用Ar和He的混合气体继续吹扫1h，使温度降至20℃，吹扫结束后，即得到该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.B”。

将该催化剂在Thermo Nicolet公司生成的Nexus型傅立叶变换红外光谱仪进行红外光谱测试，图2列出了该正构烷烃异构化催化剂的吡啶吸附红外光谱图；由图2可以看出，其红外谱图中表现出了明显的催化剂异构化酸性中心，主要为1540cm^-1附近出现明显的B酸吸收峰。

将该催化剂于PANalytical B.V.生产的Axios荧光光谱仪(WDXRF)上进行XRF测试，测试结果表明，该催化剂中Pt的含量为0.21wt％。

将该催化剂于上海雷磁生产的pH计上，采用电位滴定法进行Cl测试，测试结果表明，该催化剂中Cl含量为3.5wt％。

实施例三

取25重量份的氯铂酸，将其浸渍到120重量份的γ-Al₂O₃载体上，γ-Al₂O₃载体的比表面为230m²/g，孔容为0.80mL/g；然后，将浸渍后的产物置于110℃的烘箱中进行干燥，干燥4h后，再置于700℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧3h。

将所得产物置于反应器中，采用氢气进行还原处理，还原温度为200℃，氢气压力3MPa，还原时间5h；还原结束后，保持氢气压力为0.5MPa，使反应温度降至150℃，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

将AlCl₃升华气化，采用H₂作为载气将气化的AlCl₃载入催化剂床层，氯化温度为450℃，常压氯化6h，所用AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的40％；氯化结束后，采用H₂继续吹扫0.5h，使温度降至100℃。

将C₂H₆AlCl气化，采用氦气(He)作为载气将气化的C₂H₆AlCl载入催化剂床层，氯化温度为400℃，常压氯化1h，所用C₂H₆AlCl的体积为γ-Al₂O₃载体体积的50％；有机氯化结束后，采用氦气(He)继续吹扫0.5h，使温度降至40℃，吹扫结束后，即得到该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.C”。

将该催化剂在Thermo Nicolet公司生成的Nexus型傅立叶变换红外光谱仪进行红外光谱测试，图3列出了该正构烷烃异构化催化剂的吡啶吸附红外光谱图；由图3可以看出，其红外谱图中表现出了明显的催化剂异构化酸性中心，主要为1540cm^-1附近出现明显的B酸吸收峰。

将该催化剂于PANalytical B.V.生产的Axios荧光光谱仪(WDXRF)上进行XRF测试，测试结果表明，该催化剂中含有0.50wt％的Pt。

将该催化剂于上海雷磁生产的pH计上，采用电位滴定法进行Cl测试，测试结果表明，该催化剂中Cl含量为2.0wt％。

实施例四

取30重量份的氯铂酸，将其浸渍到80重量份的γ-Al₂O₃载体上，γ-Al₂O₃载体的比表面为210m²/g，孔容为0.50mL/g；然后，将浸渍后的产物置于120℃的烘箱中进行干燥，干燥3h后，再置于700℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧4h。

将所得产物进行还原处理，还原温度为300℃，氢气压力2MPa，还原时间3h，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

所得产物进行无机氯化，所述无机氯化的温度为400℃，氯化时间为2h，无机氯化剂为AlCl₃，AlCl₃的质量为催化剂总质量的15％；

所得产物进行有机氯化，所述有机氯化的温度为200℃，氯化时间为1h，有机氯化剂为CCl₄和C₂H₆AlCl的混合物，有机氯化剂的体积为γ-Al₂O₃载体体积的40％，有机氯化结束后，降温，即得该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.D”。

将该催化剂在Thermo Nicolet公司生成的Nexus型傅立叶变换红外光谱仪进行红外光谱测试，图4列出了该正构烷烃异构化催化剂的吡啶吸附红外光谱图；由图4可以看出，其红外谱图中表现出了明显的催化剂异构化酸性中心，主要为1540cm^-1附近出现明显的B酸吸收峰。

将该催化剂于PANalytical B.V.生产的Axios荧光光谱仪(WDXRF)上进行XRF测试，测试结果表明，该催化剂中Pt的含量为0.1wt％。

将该催化剂于上海雷磁生产的pH计上，采用电位滴定法进行Cl测试，测试结果表明，该催化剂中Cl含量为4.8wt％。

实施例五

取20重量份的氯铂酸，将其浸渍到80重量份的γ-Al₂O₃载体上，γ-Al₂O₃载体的比表面为200m²/g，孔容为0.50mL/g；然后，将浸渍后的产物置于100℃的烘箱中进行干燥，干燥3h后，再置于600℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧4h。

将所得产物置于反应器中，采用氢气进行还原处理，还原温度为400℃，氢气压力2MPa，还原时间4h，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

将AlCl₃升华气化，采用氢气(H₂)作为载气将气化的AlCl₃载入催化剂床层，氯化温度为450℃，常压氯化4h，所用AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的20％；氯化结束后，采用氢气(H₂)继续吹扫0.5h，使温度降至200℃。

将CCl₄气化，采用经过脱氧和脱水处理后的空气作为载气将气化的CCl₄载入催化剂床层，氯化温度为300℃，常压氯化1h，所用CCl₄的体积为γ-Al₂O₃载体体积的40％；有机氯化结束后，采用经过脱氧和脱水处理后的空气继续吹扫2h，使温度降至40℃，吹扫结束后，即得到该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.E”。

该催化剂经过红外光谱分析可知，该催化剂为正构烷烃异构化Pt-Al₂O₃-Cl体系催化剂，该催化剂经过XRF分析得，其Pt含量为0.2wt％，经过电位滴定分析知，其Cl含量为5.0wt％。

实施例六

取25重量份的氯铂酸，将其浸渍到100重量份的γ-Al₂O₃载体，γ-Al₂O₃载体的比表面为220m²/g，孔容为0.60mL/g；然后，将浸渍后的产物置于120℃的烘箱中进行干燥，干燥2h后，再置于500℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧4h。

将所得产物置于反应器中，采用氢气进行还原处理，还原温度为400℃，氢气压力2MPa，还原时间3h；还原结束后，保持氢气压力为0.3MPa，使反应温度降至200℃，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

将AlCl₃升华气化，采用H₂作为载气将气化的AlCl₃载入催化剂床层，氯化温度为500℃，常压氯化2h，所用AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的20％；氯化结束后，采用H₂继续吹扫2h，使温度降至200℃。

将CCl₄气化，采用N₂和经过脱氧脱水处理后的空气形成的混合气体作为载气将气化的CCl₄载入催化剂床层，氯化温度为300℃，常压氯化2h，所用CCl₄的体积为γ-Al₂O₃载体体积的40％；有机氯化结束后，采用N₂和经过脱氧脱水处理后的空气形成的混合气体继续吹扫2h，使温度降至10℃，吹扫结束后，即得到该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.F”。

该催化剂经过红外光谱分析可知，该催化剂为正构烷烃异构化Pt-Al₂O₃-Cl体系催化剂，该催化剂经过XRF分析得，其Pt含量为1.0wt％，经过电位滴定分析知，其Cl含量为4.6wt％。

实施例七

取30重量份的氯铂酸，将其浸渍到110重量份的γ-Al₂O₃载体，γ-Al₂O₃载体的比表面为230m²/g，孔容为0.50mL/g；然后，将浸渍后的产物置于100℃的烘箱中进行干燥，干燥3h后，再置于500℃的马弗炉中进行焙烧，焙烧2h。

将所得产物置于反应器中，采用氢气进行还原处理，还原温度为400℃，氢气压力2MPa，还原时间4h；还原结束后，保持氢气压力为0.5MPa，使反应温度降至150℃，还原后的催化剂即可进行氯化处理。

将AlCl₃升华气化，采用H₂作为载气将气化的AlCl₃载入催化剂床层，氯化温度为400℃，常压氯化4h，所用AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的40％；氯化结束后，采用H₂继续吹扫1h，使温度降至100℃。

将C₂H₆AlCl气化，采用N₂作为载气将气化的C₂H₆AlCl载入催化剂床层，氯化温度为200℃，常压氯化1h，所用C₂H₆AlCl的体积为γ-Al₂O₃载体体积的40％；有机氯化结束后，采用N₂继续吹扫1h，使温度降至30℃，吹扫结束后，即得到该异构化催化剂，将该异构化催化剂命名为“Cat.G”。

该催化剂经过红外光谱分析可知，该催化剂为正构烷烃异构化Pt-Al₂O₃-Cl体系催化剂，该催化剂经过XRF分析得，其Pt含量为0.20wt％，经过电位滴定分析知，其Cl含量为3.8wt％。

本发明的正构烷烃异构化催化剂可以用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应，特别用于nC₅-nC₆正构烷烃的异构化反应；在正构烷烃的异构化反应中，反应温度为120-180℃，氢气分压为1.0-3.0MPa，氢气与正构烷烃的体积比为0.1-1.0，体积空速为1.0-2.0h^-1。

取实施例一至实施例七中的7种正构烷烃异构化催化剂(Cat.A、Cat.B、Cat.C、Cat.D、Cat.E、Cat.F和Cat.G)和市面上销售的某商业正烷异构化催化剂，分别在固定床反应器中，催化剂床层的高径比约为12，于3.0MPa的压力、1.0h^-1的体积空速和0.6的H₂/C_n(n＝5或6)下，正己烷和正戊烷分别在不同反应温度下进行异构化反应，表1列出了本发明所得正烷烃异构化催化剂在进行异构化反应过程中的反应条件和反应后原料转化情况。由表1可以看出，本发明的七种催化剂Cat.A～Cat.G在正己烷的生成2,2-二甲基丁烷的异构化反应中，其转化率均可以到达65％以上，其中，催化剂Cat.A～Cat.G的转化率均达到80％，这明显高于市面上普遍使用的某商业催化剂(转化率为60.24％)；2,2-二甲基丁烷的选择性在22～30％范围内，由于正己烷异构化的产物较多，还包括2-甲基戊烷、3-甲基戊烷和环戊烷等，而2-甲基戊烷、3-甲基戊烷和环戊烷都是正己烷异构化的有效产物，其辛烷值都很高，由于2-甲基戊烷、3-甲基戊烷和环戊烷的存在，所以，2,2-二甲基丁烷的选择性低；市面上普遍使用的商业催化剂所得2,2-二甲基丁烷的选择性为20.15％；因此，本发明的催化剂较市售商业催化剂具有较高的转化率和选择性，更加有利于正己烷的异构化反应。本发明的七种催化剂Cat.A～Cat.G在正戊烷的生成异戊烷的异构化反应中，正戊烷的转化率为42～50％，异戊烷的选择性均达到87％以上，市面上普遍使用的商业催化剂在催化正戊烷的异构化反应中，其转化率为40.71％，异戊烷的选择性为85.85％；因此，本发明的催化剂在催化剂正戊烷的异构化反应时，其转化率和选择性明显高于市售商业催化剂，更加有利于正戊烷的异构化反应。

本发明通过浸渍、还原、无机氯化和有机氯化制作而成一种Pt-Al₂O₃-Cl催化剂，经过两次氯化使催化剂即含有无机氯化剂又含有有机氯化剂，催化剂充分保持了金属Pt的单质状态，其在载体中的分散性好；该制备方法流程简单，条件温和，成本低，易于实现产业化；所得催化剂稳定好，可用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应，特别是nC₅-nC₆正构烷烃的异构化反应，使反应进行的容易，无需额外补充氯，具有催化活性高，液收高，异构化选择性高，单程转化率高的特点。

表1催化剂性能评价结果

备注：转化率和目标产物选择性计算公式为：

m——物质的质量，单位g。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种正构烷烃异构化催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

1)浸渍，在80-120重量份的γ-Al₂O₃载体上浸渍20-30重量份的氯铂酸，将浸渍后的产物于100-120℃下干燥2-5h，然后，于500-700℃下氧化2-5h；

2)还原，将步骤1)所得产物进行还原处理，还原温度200-500℃，还原时间2-5h，还原压力1-3MPa；

3)无机氯化，将步骤2)所得产物进行无机氯化，所述无机氯化的温度为400-500℃，氯化时间为2-8h，无机氯化剂为AlCl₃，AlCl₃的质量为γ-Al₂O₃载体质量的15-50％；

4)有机氯化，将步骤3)所得产物进行有机氯化，所述有机氯化的温度为100-400℃，氯化时间为0.5-2h，有机氯化剂为CCl₄或C₂H₆AlCl中的一种或两种，有机氯化剂的体积为γ-Al₂O₃载体体积的30-50％，有机氯化结束后，降温，即得该异构化催化剂；

所述异构化催化剂由载体γ-Al₂O₃、金属组分Pt和卤素Cl组成，所述金属组分Pt的质量百分含量为0.2-0.5％，所述卤素Cl的质量百分含量为2.0-5.0％，余量为所述载体γ-Al₂O₃。

2.根据权利要求1所述的正构烷烃异构化催化剂的制备方法，其特征在于：所述载体γ-Al₂O₃的比表面为200-230m²/g，其孔容为0.45-0.80mL/g。

3.根据权利要求1所述的正构烷烃异构化催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，无机氯化剂经过升华气化后由载气携带进入催化剂反应器，所述载气为氢气；所述步骤4)中，有机氯化剂通过气化由载气携带进入催化剂反应器，所述载气为惰性气体或经过脱氧脱水处理后的空气中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的正构烷烃异构化催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3)结束后，采用氢气吹扫0.5-2h；所述步骤 4)中降温在载气气氛下进行，载气吹扫时间为0.5-2h，温度降到40℃以下。

5.根据权利要求4所述的正构烷烃异构化催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中还原处理为气相还原，所述还原气体为氢气，所述还原压力为氢气压力；所述步骤2)之后经过降温处理，降温时氢气压力为0.1-0.5MPa，温度为100-200℃。

6.一种根据权利要求1制备得到的正构烷烃异构化催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂用于nC₄-nC₉正构烷烃的异构化反应。

7.根据权利要求6所述的正构烷烃异构化催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂用于nC5-nC6正构烷烃的异构化反应。

8.根据权利要求6所述的正构烷烃异构化催化剂的应用，其特征在于：所述正构烷烃的异构化反应中，反应温度为120-180℃，氢气分压为1.0-3.0MPa，氢气与正构烷烃的体积比为0.1-1.0，体积空速为1.0-2.0h^-1。