CN105080578B - 一种正构烷烃低温异构化催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种正构烷烃低温异构化催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种正构烷烃低温异构化催化剂及其制备方法和应用。本发明催化剂按照质量百分数计的组成为:负载金属Pt 0.1‑1.0%,元素Cl 5.0‑10.0%,余量为载体γ‑Al2O3。本发明催化剂的制备方法包括步骤:在γ‑Al2O3载体上浸渍氯铂酸,然后进行干燥与焙烧,得到含有0.1%‑1%的Pt的Pt/γ‑Al2O3催化剂;将含铂催化剂首先进行还原,然后采用液相浸渍的氯化方式,将氯化剂均匀的浸渍在上述Pt/γ‑Al2O3催化剂的表面,然后进行程序升温进行氯化剂固化,得到高氯负载量(>5%)、氯元素均匀分布的Pt/γ‑Al2O3‑Cl正构烷烃异构化催化剂。本发明所提供的催化剂既具有较高的氯含量,又具有较好的氯分布,实现了催化剂的高酸性负载量、高异构活性与高稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域,更具体涉及一种正构烷烃低温异构化催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,随着我国汽车工业的迅速发展和环保要求的日益严格,对汽、柴油的标准也逐步升级,因此清洁高辛烷值汽油的生产是当前炼油厂的当务之急。清洁汽油具有低芳烃、高辛烧值、低蒸汽压、无铅及高氧含量等特点,有利于减少环境污染和提高汽车的安全性能。提高汽油的辛院值一般采用如下几种方法:(1)增加汽油中的芳烃和烯烃含量;(2)添加酸类化合物;(3)烷基化汽油;(4)烷烃的异构化。但是随着世界经济的一体化发展和世界各国环保意识也逐步增强,研究发现,汽油中应逐步控制芳烃、烯烃的含量,并且要降低以醚类含氧化合物为主要代表的添加剂含量,以降低对环境和人体健康的危害。而面对我国主要的汽油生产主要来自催化裂化,因此通过烷烃异构化方法生产更环保的高辛烷值汽油,成为实现这一目标的重要途径之一。
以欧、美为主的发达国家从20世纪80年代开始重视烷烃异构化工艺的发展,经过近30年的发展,工艺已日臻成熟,根据反应所需要的温度高低,分为低温异构化(小于200℃)和中温异构化(200-320℃)两种工艺方案。中温异构化催化剂主要是沸石分子筛型的双功能催化剂,由于工艺流程简单,对原料中的杂质含量要求相对较宽,在工业上存在广泛的应用。主要的分子筛为丝光沸石、Beta分子筛、八面沸石等为载体,以氧化铝或者其他耐高温氧化物为粘结剂,负载铂族金属,制备出具有酸性功能的异构化催化剂。如CN1011695B、CN103785474A、CN104028297A、EP0552069、GB1189850、USP4232181等。虽然这些催化剂普遍具有对原料中的硫含量、水含量等要求较低,但是其催化剂普遍存在着反应活性低,反应所需的温度较高,不免产生过多的裂化产物,原料的单程转化率低等缺点。为了解决这一问题,低温异构化催化剂具有显著的优点。
固体酸催化剂因具有较高的酸性,同时保持其在反应时的状态为固体状态,逐渐成为了研究的热点。根据其反应的温度条件,固体酸催化剂属于介于低温异构与中温异构工艺中间的一种催化剂。该催化剂主要是以氧化锆负载硫酸根,并且含有加氢/脱氢活性金属组分的催化剂,其反应的平衡转化率较高,产物的选择性好。US5157119公开了一种C4-C6直链烷烃异构化的方法,采用催化剂为Pt-SO4/ZrO2,在反应温度为200℃、压力790KPa、H2/烷烃的摩尔比为4.5:1的条件下进行骨架异构反应,需要在反应的物料中加入0.1-0.8wt%的金刚烷(C10H16)作为反应的助剂。CN103059912A公开了一种新型的固体酸催化剂Pt-ClO4/ZrO2,在反应温度为160℃,压力4.0MPa,重量空速为5.5h-1,氢气/烷烃的摩尔比为3.0的反应条件下,正戊烷的转化率为80.23,%,选择性为98.18%,收率为78.77%。然而,固体酸催化剂在烷烃异构化反应中有很高的初始活性,失活很快,因此在工业上并没有得到大规模的应用。
低温型催化剂通常是在催化剂中添加卤素(F或Cl)以降低催化剂的使用温度,如UOP公司的I-8催化剂、英国BP公司的催化剂和Engelhard公司的RD-291催化剂,反应温度都在115-150℃之间,其催化剂的酸性主要依靠卤素提供。这些低温异构化催化剂具有较高的反应活性,使原料大幅度的转化,具有较高的液体收率、高异构化选择性,单程转化率高等优点。但是这些催化剂仍然存在不足,现有催化剂负载的氯元素随着反应过程的进行极易流失,容易造成设备腐蚀;另一方面并不能够使得载体提供稳定的酸性,影响了催化剂的催化活性,限制了实际中的应用。
CN104117369A公开了一种传统型的Pt/Al2O3-Cl催化剂的制备,采用浸渍法制备了Pt含量为0.1-1.0wt%,采用还原法、无机氯化、有机氯化的新型氯化方法,得到了Cl含量为2.0-5.0wt%的高氯异构化催化剂。然而这种催化剂的氯含量仍然不能达到更高的要求,并且其均匀性受到了氯化条件的限制。CN103301835A公开了另一种催化剂的制备方法。采用大孔氧化铝与盐酸混捏挤条的方法,得到了高氯负载的新型Pt/大孔氧化铝-Cl催化剂。但是该催化剂中的Cl是在挤条的时候加入的,经过焙烧后,不能保证Cl均匀的分布在催化剂的表面,有效Cl的利用率偏低。
综上所述,制备一种高活性、高稳定性、活性组分均匀分布的正构烷烃低温异构催化剂是本领域亟待解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题就是提高正构烷烃低温异构催化剂活性组分的均匀分布与酸性的负载量,提高其稳定性,而提供一种正构烷烃低温异构化的催化剂及其制备方法和应用。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种正构烷烃低温异构化的催化剂,该催化剂按照质量百分数计的组成为:负载金属Pt0.1-1.0%,元素Cl 5.0-10.0%,余量为载体γ-Al2O3。
优选地,所述的催化剂按照质量百分数计的组成为:负载金属Pt0.17-0.27%,元素Cl 6.8-9.0%,余量为载体γ-Al2O3。
优选地,所述的载体γ-Al2O3的比表面积为180-250m2/g,其孔容为0.41-0.80ml/g。该载体具有较大的比表面积与大的孔容,有利于活性金属Pt的负载和酸中心Cl的均匀负载,达到酸中心与活性金属中心匹配分布与均匀负载的效果。
本发明还提供了正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤一:浸渍:在γ-Al2O3载体上浸渍氯铂酸,将浸渍后的产物在100-120℃条件下干燥2-5h,然后,在500-700℃焙烧2-5h,得到Pt含量为0.1%-1.0%的Pt/γ-Al2O3催化剂;
步骤二:还原:将步骤一中所得的催化剂进行还原处理,还原温度为200-500℃,还原压力为1-3MPa,还原时间为2-5h,然后将催化剂降温;
步骤三:液相氯化:将步骤二中得到的催化剂在液相氯化剂中进行液相氯化,温度为5-90℃,氯化时间为1-48h,氯化剂为AlCl3的有机溶液,该有机溶液中AlCl3中Cl的质量为溶液质量的1-20%;
步骤四:氯化剂固化:将步骤三中得到的氯化催化剂在5-600℃的温度范围内程序升温,达到预定温度后,用载气吹扫处理2-5h,然后将催化剂降温,即得正构烷烃低温异构催化剂。
优选地,在步骤一中,γ-Al2O3载体与氯铂酸的重量比为4-6:1-1.5。
优选地,在步骤二中,所述的还原处理为氢气处理;所述的催化剂降温在下述条件下:氢气压力0.1-0.5MPa。经过氢气还原后,贵金属Pt充分得到还原,并且均匀分散在催化剂的表面,保证了有效活性金属的活性;降温处理后,贵金属Pt的分散状态保持良好,同时为下一步的液相氯化做好条件准备。
优选地,在步骤三中,所述的氯化剂AlCl3有机溶液的溶剂为氯仿、乙酸乙酯中的一种或二种,在该有机溶液中AlCl3的Cl的含量为溶液质量的14-18%;所述的在液相氯化剂中进行液相氯化温度为20-40℃。
优选地,在步骤四中,所述程序升温的温度范围为20-500℃;所述升温的速率为2℃/min;所述的载气为氢气和氮气按1:1重量比混合的混合气体;所述的降温为氢气吹扫降温,吹扫时间为0.5-2h,温度降低到100℃以下。这样可确保有机溶剂完全挥发,并确保氯化剂不升华而避免造成损失,同时,将氯化剂以化学键的形式与载体表面进行化学键合,从而保证催化剂的活性。氢气吹扫降温可以起到快速降低温度的效果,另一方面,氢气气氛可对催化剂进行充分保护,防止空气对Pt的氧化,以充分保障催化剂的活性。
本发明还提供了正构烷烃低温异构化的催化剂的应用,所述的催化剂应用于正构烷烃的异构化。
优选地,所述的催化剂应用于nC5-nC6正构烷烃的异构化,异构化的反应温度为100-160℃。
(三)有益效果
本发明的正构烷烃低温异构化催化剂是通过浸渍、还原、液相氯化、氯化剂固化而成。液相浸渍活性金属组分的方法,使得γ-Al2O3的小孔和微孔都均匀分散Pt元素,充分利用了氧化铝载体比表面积大的特点。通过液相氯化法,具有以下方面的显著优越性:1)使Pt/γ-Al2O3催化剂负载相当足量的卤素Cl(5-10%),克服了以往催化剂制备过程中Cl含量不超过5%的瓶颈,大幅度提升了催化剂的活性与稳定性,确保在异构化反应的过程中无需补充氯,真正实现了工业装置安全稳定的生产,并且降低了对反应装置的腐蚀;2)采用液相氯化的方法,比以往的550℃气相AlCl3氯化的方法更加的安全与便捷,对低温异构化催化剂的工业生产具有十分重要的意义;3)采用液相氯化的方法,完全克服了以往气相氯化法中Cl元素不能均匀分布在催化剂表面的缺点,确保了催化剂的各个孔道中都有大量的卤素Cl的分布,提高了催化剂的有效活性比表面积,大大提升了催化剂的异构化活性,真正实现了高活性、高稳定性的低温异构化催化剂。在氯化剂固化步骤中,通过程序升温的方法,将有机溶剂逐步挥发掉,进而将溶解的Cl元素均匀的分散到催化剂的孔道中。并且在这一过程中,卤素Cl与催化剂表面的原子形成化学键,卤素很稳固的与催化剂形成一体,保证了催化剂在使用的过程中不随着反应时间而产生氯流失,大大延长了催化剂的使用寿命,大幅度提高了催化剂异构化的能力,同时降低了对反应设备的腐蚀。与此同时,利用该方法制备催化剂,其流程更简单、易操作、更加安全,催化剂的性能更加优异,原料也廉价易得,易于实现工业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
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载体的比表面积为220m2/g,孔容为0.55ml/g,然后将浸渍后的产物置于100℃的烘箱进行干燥处理2h,然后再置于500℃的马弗炉中焙烧5h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为250℃,氢气压力为2MPa,还原时间2h;然后保持氢气压力为0.1MPa,将反应温度降低到20℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的18%,在温度为20℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化15h,体积空速为2h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从20℃到600℃的程序升温,氢气压力为0.1Mpa,当温度达到600℃后,持续吹扫2h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂A。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.17wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为9.0wt%。
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载体的比表面积为200m2/g,孔容为0.60ml/g,然后将浸渍后的产物置于100℃的烘箱进行干燥处理4h,然后再置于600℃的马弗炉中焙烧2h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为450℃,氢气压力为1MPa,还原时间3h;然后保持氢气压力为0.1MPa,将反应温度降低到30℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯与氯仿(4:1)的混合溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的16%,在温度为30℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化15h,体积空速为1.5h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从30℃到600℃的程序升温,氢气压力为0.1Mpa,当温度达到600℃后,持续吹扫2h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂B。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.27wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为8.5wt%。
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载体的比表面积为240m2/g,孔容为0.75ml/g,然后将浸渍后的产物置于110℃的烘箱进行干燥处理4h,然后再置于700℃的马弗炉中焙烧3h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为250℃,氢气压力为3MPa,还原时间4h;然后保持氢气压力为0.5MPa,将反应温度降低到25℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯与氯仿(3:1)的混合溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的15%,在温度为25℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化15h,体积空速为2h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从25℃到550℃的程序升温,氢气压力为0.3Mpa,当温度达到550℃后,持续吹扫2h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂C。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.18wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为7.6wt%。
实施例四
取30重量份的氯铂酸,将其浸渍到100重量份的γ-Al2O3载体上,γ-Al2O3载体的比表面积为220m2/g,孔容为0.45ml/g,然后将浸渍后的产物置于120℃的烘箱进行干燥处理2h,然后再置于700℃的马弗炉中焙烧4h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为300℃,氢气压力为2.5MPa,还原时间3h;然后保持氢气压力为0.3MPa,将反应温度降低到30℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯与氯仿(2:1)的混合溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的14%,在温度为30℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化20h,体积空速为2h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从30℃到580℃的程序升温,氢气压力为0.5Mpa,当温度达到580℃后,持续吹扫3h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂D。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.23wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为6.8wt%。
内部对比例一
取30重量份的氯铂酸,将其浸渍到110重量份的γ-Al2O3载体上,γ-Al2O3载体的比表面积为230m2/g,孔容为0.5ml/g,然后将浸渍后的产物置于100℃的烘箱进行干燥处理3h,然后再置于500℃的马弗炉中焙烧3h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为400℃,氢气压力为2MPa,还原时间4h;然后保持氢气压力为0.5MPa,将反应温度降低到30℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯与氯仿(1:1)的溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的10%,在温度为30℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化18h,体积空速为2h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从30℃到500℃的程序升温,氢气压力为1Mpa,当温度达到500℃后,持续吹扫2h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂E。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.21wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为4.6wt%。
内部对比例二
取30重量份的氯铂酸,将其浸渍到90重量份的γ-Al2O3载体上,γ-Al2O3载体的比表面积为210m2/g,孔容为0.6ml/g,然后将浸渍后的产物置于100℃的烘箱进行干燥处理3h,然后再置于500℃的马弗炉中焙烧3h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为400℃,氢气压力为2MPa,还原时间4h;然后保持氢气压力为0.5MPa,将反应温度降低到30℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯与氯仿(1:2)的溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的8%,在温度为30℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化20h,体积空速为2h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从30℃到600℃的程序升温,氢气压力为1Mpa,当温度达到600℃后,持续吹扫2h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂F。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.25wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为3.5wt%。
内部对比例三
取30重量份的氯铂酸,将其浸渍到100重量份的γ-Al2O3载体上,γ-Al2O3载体的比表面积为250m2/g,孔容为0.55ml/g,然后将浸渍后的产物置于120℃的烘箱进行干燥处理4h,然后再置于600℃的马弗炉中焙烧3h。
将所得到的产物,通过氢气进行还原处理,在反应器中还原温度为300℃,氢气压力为1MPa,还原时间5h;然后保持氢气压力为0.2MPa,将反应温度降低到30℃,即可得到待氯化的催化剂。
将AlCl3溶解到乙酸乙酯与氯仿(1:2.5)的溶剂中,其中AlCl3的Cl浓度为溶液质量的6%,在温度为30℃的条件下,在反应装置上对催化剂进行液相氯化,常压氯化15h,体积空速为2h-1。
然后停止氯化,在反应器中通氢气,反应器设置从30℃到500℃的程序升温,氢气压力为2Mpa,当温度达到500℃后,持续吹扫4h。
持续通氢气吹扫,开始反应器的降温,直至温度降到100℃以下,得到催化剂G。
对该催化剂进行红外光谱的测定,测定仪器为Thermo Nicolet公司生产的Nexus型傅里叶变换红外光谱仪。测定出该催化剂的异构化酸性中心主要为1540cm-1附近的B酸特征吸收峰,且该峰的强度较强。
测定该催化剂的实际Pt的负载量为0.23wt%。
对该催化剂进行Cl含量的测定,测试结果表明,该催化剂的Cl含量为3.0wt%。
对比例1
使用某商业低温异构化催化剂H。
实施例催化剂与对比例催化剂的性质如下表1所示:
表1:催化剂的性质
催化剂编号 | Pt,wt% | Cl,wt% |
Cat A | 0.17 | 9.0 |
Cat B | 0.27 | 8.5 |
Cat C | 0.18 | 7.6 |
Cat D | 0.23 | 6.8 |
内部对比例Cat E | 0.21 | 4.6 |
内部对比例Cat F | 0.25 | 3.5 |
内部对比例Cat G | 0.23 | 3.0 |
对比例Cat H | 0.22 | 4.2 |
通过表1可知,本发明所提供的低温异构化催化剂,即实施例一至实施例四(依次对应Cat A-D)所制备的催化剂具有很高的Cl的负载量。
取以上七种正构烷烃低温异构化催化剂(Cat A,Cat B,Cat C,Cat D,Cat E,CatF,Cat G)和对比例催化剂Cat H,分别在固定床反应器中,催化剂的床层高径比为12,在反应压力为3.0MPa,体积空速为1.0h-1,H2/Cn(n=5或6)为0.6的反应条件下,在如下表2中所列的反应温度下进行异构化反应。得到的产物利用气相色谱进行分析,其计算公式如下:
原料的转化率X,异构烷烃的收率Y,产物的选择性S的计算公式如下:
Y=[B]产物---------(2)
式子中:
[A]原料,为原料中正戊烷(或正己烷)中峰面积所占的比例,%;
[A]产物,为产物中正戊烷(或正己烷)中峰面积所占的比例,%;
[B]产物,为产物中所有异构烷烃峰面积之和所占的比例,%;
表2:催化剂性能评价结果
通过表2中的正构烷烃低温异构化反应数据可以看出,采用本发明的方法制备的低温异构化催化剂催化剂A、B和C相比于对比例催化剂H具有较高转化率、异构烷烃收率及产物的选择性,表明了本发明方法制备的催化剂具有高的催化性能。内部对比例E、F、G的活性与催化剂A、B、C的活性相比表明,利用本方法制备的催化剂,溶液体系必须具有较高的卤素浓度才能够实现催化剂的高活性。配置高浓度的卤素溶液是制备本发明催化剂的关键。
以上实施方式仅用于说明本发明,而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法,其特征在于,所述的催化剂按照质量百分数计的组成为:负载金属Pt 0.17-0.27%,元素Cl 6.8-9.0%,余量为载体γ-Al2O3;
所述载体γ-Al2O3的比表面积为180-250m2/g,其孔容为0.41-0.80ml/g;
该方法包括以下步骤:
步骤一:浸渍:在载体γ-Al2O3上浸渍氯铂酸,将浸渍后的产物在100-120℃条件下干燥2-5h,然后,在500-700℃焙烧2-5h,得到Pt含量为0.1%-1.0%的Pt/γ-Al2O3催化剂;
步骤二:还原:将所述Pt/γ-Al2O3催化剂进行还原处理,还原温度为200-500℃,还原压力为1-3MPa,还原时间为2-5h,然后将催化剂降温;
步骤三:液相氯化:将步骤二降温后的催化剂在液相氯化剂中进行液相氯化,温度为5-90℃,氯化时间为1-48h,氯化剂为AlCl3的有机溶液,该有机溶液中AlCl3的Cl的质量百分比浓度为1-20%;
步骤四:氯化剂固化:将步骤三中经液相氯化后的氯化催化剂在5-600℃的温度范围内程序升温,达到预定的最高温度后,用载气吹扫处理2-5h,然后将催化剂降温,即得正构烷烃低温异构化催化剂。
2.根据权利要求1所述的正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法,其特征在于,在步骤一中,γ-Al2O3载体与氯铂酸的重量比为4-6:1-1.5。
3.根据权利要求1所述的正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法,其特征在于,在步骤二中,所述的还原处理为氢气处理;所述的催化剂降温在下述条件下:氢气压力0.1-0.5MPa。
4.根据权利要求1所述的正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法,其特征在于,在步骤三中,所述的氯化剂中有机溶液的溶剂为氯 仿和/或乙酸乙酯,在该有机溶液中AlCl3的Cl的质量百分比浓度为14-18%;所述的在液相氯化剂中进行液相氯化温度为20-40℃。
5.根据权利要求1所述的正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法,其特征在于,在步骤四中,所述程序升温的温度范围为20-500℃;所述升温的速率为2℃/min;所述的载气为氢气和氮气按1:1重量比混合的混合气体;所述的降温为氢气吹扫降温,吹扫时间为0.5-2h,温度降低到100℃以下。
6.权利要求1所述的正构烷烃低温异构化的催化剂的制备方法所制得的催化剂在正构烷烃的异构化中的应用;
所述的催化剂应用于nC5-nC6正构烷烃的异构化,所述异构化的反应温度为100-160℃。
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