CN117816232A - 烷烃转化催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
一种烷烃转化催化剂,该催化剂包括复合载体和负载在所述复合载体上的铂,所述的复合载体包括基于复合载体5‑95质量%的氢型ZSM‑22沸石和5‑95质量%的氧化铝。该催化剂用于正构烷烃转化反应,可在较高原料转化率的同时获得较高的短链正构烷烃选择性及收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种烃转化催化剂及其制备方法与应用,具体地说,是一种将正构烷烃临氢转化为短链正构烷烃的催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
C5-C8直链轻质烷烃是重要的石油馏分,在石油化工行业中一般用于蒸汽裂解、催化重整、异构化等装置进行处理来生产低碳烯烃或高辛烷值汽油调合组分,随着汽油质量升级和蒸汽裂解原料轻质化,有效利用上述数量可观的资源,提高其附加值,已成为当前迫切需要解决的问题。
近年来,伴随着烯烃产品需求量的不断增大,原料来源需求也不断增大,烷烃催化脱氢制烯烃技术备受关注。C5-C8直链烷烃通过临氢处理使其转化为短链烷烃,然后再用于裂解或脱氢装置进行生产乙烯、丙烯等低碳烯烃,可以扩大烯烃生产的原料来源,解决C5-C8直链烷烃利用的问题,还可以取得一定的经济效益。
CN110951500A公开了一种由链烷烃生产丙烷和汽油的方法,在非临氢、0.1-3.0MPa、400-550℃,进料质量空速为0.1-10.0h-1的条件下,链烷烃与烃转化催化剂接触反应,所述的催化剂包括ZSM系列沸石中的ZSM-5和/或ZSM-35和黏结剂,所述催化剂的α值为60~80,所述的链烷烃选自C5-C12链烷烃中的一种或多种。该法可在非临氢条件下生产丙烷,并副产高辛烷值汽油调合组分。
CN113307717A公开了一种临氢轻烃转化生产丙烷的方法,将轻烃原料、富氢气体和循环轻烃加热至反应温度,在酸性催化剂条件下发生催化裂解反应,反应产物经冷却、分馏单元分别得到干气、丙烷、芳烃汽油组分,所述酸性催化剂为HZSM-5型分子筛催化剂或HZSM-5型分子筛的复合载体催化剂。该方法在临氢条件下进行,可显著提高催化剂单程寿命、降低干气产率、提高原料转化率和丙烷产率。
发明内容
本发明的目的是提供一种烷烃转化催化剂及其制备方法与应用,该催化剂用于正构烷烃转化反应,可在较高原料转化率的同时获得较高的短链正构烷烃选择性及收率。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种烷烃转化催化剂,其特征在于,该催化剂包括复合载体和负载在所述复合载体上的铂,所述的复合载体包括基于复合载体5-95质量%的氢型ZSM-22沸石和5-95质量%的氧化铝。
为了实现上述目的,本发明第二方面提供一种烷烃转化催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:
(1)碱和酸处理ZSM-22沸石,得到碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石的步骤;
(2)制备含有碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石和氧化铝复合载体的步骤;
(3)负载铂的步骤。
为了实现上述目的,本发明第三方面提供一种烷烃转化方法,该方法包括在临氢条件下,将正构烷烃和一种催化剂接触并进行反应,所述催化剂为本发明所述的催化剂或者本发明制备方法得到的催化剂。
本发明催化剂以碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石为活性组分,ZSM-22沸石组分首先通过碱处理进行改性修饰,以改变载体孔径及表面的活性中心分布,再通过酸处理以去除沉积在载体表面的杂质,然后混合黏结剂组分制成复合载体,最后再在载体上负载具有脱氢/加氢功能的贵金属元素而所得催化剂。该催化剂用于正构烷烃临氢转化反应,具有较高的短链正构烷烃选择性及收率。
附图说明
图1是实施例1和对比例4-5制备的催化剂的孔径分布曲线图。
具体实施方式
本发明第一方面提供一种烷烃转化催化剂,其特征在于,该催化剂包括复合载体和负载在所述复合载体上的铂,所述的复合载体包括基于复合载体5-95质量%的氢型ZSM-22沸石和5-95质量%的氧化铝。优选的,所述的复合载体包括基于复合载体70-93质量%的氢型ZSM-22沸石和7-30质量%的氧化铝。所述的复合载体为圆柱条型,圆柱半径为0.2-1.0mm,长度为0.5-5.0mm。
本发明所述的烷烃转化催化剂中,基于所述复合载体,铂含量为0.01-2.0质量%,优选0.05-1.8质量%。本发明所述催化剂中,氢型ZSM-22沸石的SiO2/Al2O3摩尔比为20-200,优选为50-160,更优选为80-100。所述催化剂的介孔孔体积为0.15-1.0cm3/g,优选为0.30-0.80cm3/g,所述催化剂的最可几孔呈双峰分布,最可几孔直径为3.0-4.5nm和14.0-50.0nm,优选为3.2-4.0nm和15.0-46.0nm。所述催化剂的总比表面积为200.0-280.0m2/g,优选为210.0-242.0m2/g;介孔比表面积为60.0-155.0m2/g,优选为90.0-150.0m2/g。
本发明第二方面提供一种烷烃转化催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:
(1)碱和酸处理ZSM-22沸石,得到碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石的步骤;
(2)制备含有碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石和氧化铝复合载体的步骤;
(3)负载铂的步骤。
本发明在复合载体中负载适量的铂制成催化剂,所述复合载体中的活性组分为碱和酸改性处理后得到的氢型ZSM-22沸石。ZSM-22沸石酸性较弱,反应需在相对较高的温度下进行,较高的反应温度有利于裂化反应的发生。碱处理可以对沸石进行扩孔或形成多级孔,空间上有利于反应物和产物的扩散,同时也增加了催化剂表面的活性位点。酸处理可有效去除分子筛表面沉积物,改善其酸分布,提高其物化性质,改善其临氢转化性能。上述材料制成的催化剂用于正构烷烃临氢转化反应时可在较高原料转化率的同时获得较高的短链正构烷烃选择性及收率。
发明的制备方法中,所述的(1)步骤更具体为:
(a)将ZSM-22沸石加入到碱溶液中,使之与碱液充分接触、过滤,将所得固体水洗、干燥;
(b)将(a)步所得的沸石加入到铵盐溶液中,使之与铵盐溶液充分接触,进行离子交换、过滤,所得固体经水洗、干燥、焙烧后得到碱改性处理的氢型ZSM-22沸石;
(c)将(b)步所得的碱改性处理的氢型ZSM-22沸石加入到酸溶液中,使之与酸溶液充分接触、过滤,所得固体经水洗、干燥、焙烧后得到碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石。
其中所述的(a),所述的与碱液充分接触,方法为搅拌,温度为50-90℃,时间为1-5小时,所述的干燥,温度为80-150℃,时间为1-5小时。所述的碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、四烃基氢氧化铵溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液或氨水中的至少一种,所述的碱溶液的浓度为0.05-0.6摩尔/升,优选0.1-0.4摩尔/升。所述的ZSM-22沸石与碱溶液的质量比为0.01-0.8。
其中所述的(b),所述的铵盐溶液为NH4Cl或NH4NO3溶液,铵盐溶液的浓度为0.05-4摩尔/升。所述的与铵盐溶液充分接触,方法为搅拌,温度为20-90℃,时间为1-24小时;所述的干燥温度为80-150℃,时间为1-5小时;所述的焙烧,温度为450-650℃,时间为2-6小时。(a)步所得的沸石与铵盐溶液的质量比为0.01-0.6。
其中所述的(c),所述的酸溶液选自为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、三氟乙酸、草酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸溶液中的至少一种,所述的酸溶液的浓度为0.05-6.0摩尔/升。所述的与酸溶液充分接触,方法为搅拌,温度为60-200℃,时间为4-12小时;所述的干燥,温度为80-150℃,时间为1-5小时;所述的焙烧,温度为450-650℃,时间为2-6小时。(b)步所得的碱处理改性处理的氢型ZSM-22沸石与酸溶液的质量比为0.01-0.8。
发明的制备方法中,所述的(2)步骤更具体为:
将拟薄水铝石粉与步骤(1)所得的碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石充分混合,加入适量的酸溶液,混捏均匀并挤条成型、干燥、焙烧,得到复合载体。拟薄水铝石粉的加入量为使复合载体中干基氧化铝的含量为5-95质量%,基于复合载体质量。
其中,所述的酸溶液为无机酸或有机酸,所述的无机酸选自硝酸、盐酸中的一种,所述的有机酸选自乙酸、甲酸中的一种,所述的酸溶液浓度为0.1-5质量%;所述的酸溶液与拟薄水铝石粉的质量比为0.5-2。所述的混捏次数为1-5次。所述的干燥为先在温度30-100℃下干燥2-6小时,然后在110-150℃下干燥2-24小时;所述的焙烧,温度为500-650℃,时间为2-8小时。
发明的制备方法中,所述的(3)步骤更具体为:
将(2)步制备的复合载体用含铂化合物的溶液浸渍、干燥、焙烧和还原。
其中,所述的含铂化合物的溶液中铂的浓度为0.05-2.0质量%,所述的铂化合物为铂的氯化物或硝酸盐,优选为氯铂酸。所述的浸渍,温度为10-50℃,时间为1-4小时,优选为2-3小时,浸渍的液/固质量比为0.5-1.3。所述的干燥,温度为110-150℃,时间为2-24小时;所述的焙烧温度为500-700℃,时间为0.5-8小时,优选4-6小时。所述的还原,气体为H2,体积空速为1.0-10.0h-1,温度为400-600℃,优选420-500℃,时间为0.5-8小时,优选为2-4小时
为了实现上述目的,本发明第三方面提供一种烷烃转化方法,该方法包括在临氢条件下,将正构烷烃和一种催化剂接触并进行反应,所述催化剂为本发明所述的催化剂或者本发明制备方法得到的的催化剂。所述的反应条件包括:温度为100-450℃,优选280-400℃,压力为0.1-10.0MPa、优选0.2-5.0MPa,氢油体积比为0.5-500,原料的进料质量空速为0.05-10.0h-1。
本发明催化剂适用于在临氢条件下将正构烷烃进行转化生成短链正构烷烃混合物的反应,正构烷烃在催化剂作用下发生脱氢、质子化、β-裂化、去质子化、加氢等一系列反应生成含短链正构烷烃的产物,同时副产部分低于原料碳数的非正构烷烃组分,甲烷和乙烷产量极少。
所述正构烷烃为C4-C12的正构烷烃,优选为C6-C8的正构烷烃,还可以为含C4-C12的正构烷烃的原料,如石脑油或芳烃抽提后的抽余油。
本发明催化剂对正构短链烷烃的选择性高,且稳定性好,长时间不积炭失活,特别适用于固定床反应器,可保证临氢转化反应平稳和连续进行。
下面通过实例进一步说明本发明,但本发明并不限于此。
实例和对比例中,催化剂比表面积和介孔孔体积采用如下方法(ASTM D4365)测定。
仪器为:Micromeritics公司的AsAp2400静态氮吸附仪;
测定过程:催化剂样品在300℃下脱气4h,至真空度1.33×10-2Pa,然后在液氮温度(-196℃)下氮气与待测吸附剂接触,静态达到吸附平衡。由氮气进气量与吸附后残存于气相中的差值计算出吸附剂吸附氮气的量,然后,利用两参数BET公式计算比表面积和孔体积,利用BJH公式计算孔径分布和对应的介孔孔体积。
粒径参数采用ASTM D4513-11测定。
最可几孔直径参数采用ASTM D4641-17测定。
以下实例中,原料转化率的计算方法为:原料转化率=(总正庚烷进料量-产物中正庚烷量)/总正庚烷进料量×100%。
(甲烷+乙烷)总产率的计算方法为:(甲烷+乙烷)总产率=(甲烷+乙烷)生成量×原料转化率。
丙烷总产率的计算方法为:丙烷总产率=丙烷生成量×原料转化率。
正丁烷总产率的计算方法为:正丁烷总产率=正丁烷生成量×原料转化率。
(丙烷+正丁烷)总产率的计算方法为:(丙烷+正丁烷)总产率=丙烷总产率+正丁烷总产率。
异丁烷总产率的计算方法为:异丁烷总产率=异丁烷生成量×原料转化率。
(丙烷+丁烷)中丙烷含量的计算方法为:(丙烷+丁烷)中丙烷含量=丙烷总产率/(丙烷总产率+正丁烷总产率+异丁烷总产率)×100%。
实例1
(1)制备碱和酸处理改性的氢型沸石
(a)碱处理改性:将200克SiO2/Al2O3摩尔比为89的钾型ZSM-22沸石在机械搅拌下加入3千克浓度为0.3摩尔/升的NaOH水溶液中,混合均匀后在85℃搅拌2小时,过滤、所得固体用去离子水洗涤至洗涤液为中性,110℃干燥4小时,得到碱处理改性的沸石。
(b)铵交换:在机械搅拌下,将150克(a)步得到的碱处理改性的沸石用1.0摩尔/升的NH4Cl水溶液下进行三次离子交换,交换温度为85℃,每次铵离子交换所用的NH4Cl水溶液为2.25千克。将离子交换后所得固体于110℃干燥4小时,550℃焙烧3小时,得到碱处理的氢型ZSM-22沸石。
(c)酸处理改性:在机械搅拌下,将100克(b)步所得的铵交换后的碱改性处理的沸石加入1.5千克浓度为3摩尔/升的HCl溶液中,混合均匀后在160℃处理5小时,处理后的样品经过滤、洗涤至中性,于110℃干燥4小时,550℃焙烧3小时,得到碱和酸处理改性的氢型沸石。
(2)制备圆柱条形复合载体
取6.7克拟薄水铝石(SB粉,氧化铝含量为75质量%,下同),向其中加入45克(1)步制备的氢型ZSM-22沸石,混合均匀后加入5克浓度为1.5质量%的硝酸水溶液,充分搅拌后在挤条机上混捏3次并挤条成型,挤条机模具孔的半径为0.5mm,挤好的圆柱条形物转移到60℃条件下干燥4小时,然后置于120℃的条件下干燥4小时,最后在550℃下焙烧4小时后降温冷却到室温,将长圆柱条形物切割成高为2mm的圆柱条,制的圆柱条形复合载体a。其中含有90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为89的氢型ZSM-22分子筛和10质量%的γ-氧化铝。
(3)制备催化剂
取45克(1)步制备的复合载体a置于37.5克铂元素浓度为0.6质量%的氯铂酸(百灵威公司生产)溶液中于25℃下浸渍3小时,将浸渍后的固体于120℃下干燥6小时,500℃焙烧4小时,再于450℃条件下置于氢气气氛中还原3小时,氢气处理的体积空速为5h-1,得到的催化剂A的组成见表1,物性参数见表2。
实例2
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(1)步中用SiO2/Al2O3摩尔比为150的钾型ZSM-22沸石代替SiO2/Al2O3摩尔比为89的钾型ZSM-22沸石。得到圆柱条型复合载体b,其中含90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为150的氢型ZSM-22沸石和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂B的组成见表1,物性参数见表2。
实例3
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(1)步中用SiO2/Al2O3摩尔比为180的钾型ZSM-22沸石代替SiO2/Al2O3摩尔比为89的钾型ZSM-22沸石。得到圆柱条型复合载体c,其中含90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为180的氢型ZSM-22沸石和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂C的组成见表1,物性参数见表2。
实例4
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(2)步取66.7克的拟薄水铝石,向其中加入50克(1)步制备的氢型ZSM-22沸石,混合均匀后加入40克浓度为1.5质量%的硝酸水溶液。得到圆柱条型复合载体d,其中含50质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为89的氢型ZSM-22和50质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂D的组成见表1,物性参数见表2。
实例5
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(3)步中氯铂酸溶液中铂元素浓度改为1.2质量%。得到的催化剂E的组成见表1,物性参数见表2。
实例6
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(3)步中用56.25克铂元素浓度为1.2质量%的氯铂酸溶液代替45克铂元素浓度为0.6质量%的氯铂酸溶液。得到的催化剂F的组成见表1,物性参数见表2。
实例7
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(1)步所述的(a)步中,将NaOH水溶液浓度改为0.5摩尔每升。得到圆柱条型复合载体g,其中含90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为89的氢型ZSM-22沸石和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂G的组成见表1,物性参数见表2。
对比例1
按实例3的方法制备催化剂,不同的是(2)步取46.9g的拟薄水铝石,向其中加入15克(1)步制备的氢型ZSM-22沸石。得到圆柱条型复合载体h,其中含30质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为180的氢型ZSM-22和70质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂H的组成见表1,物性参数见表2。
对比例2
(1)制备圆柱条形复合载体
取13.4克拟薄水铝石和90克SiO2/Al2O3摩尔比为180的氢型ZSM-22沸石,混合均匀后加入10克浓度为1.5质量%的硝酸水溶液,充分搅拌后在挤条机上混捏3次并挤条成型,挤条机模具孔径半径为0.5mm,挤好的圆柱条形物转移到60℃条件下干燥4小时,然后置于120℃的条件下干燥4小时,最后在550℃下焙烧4小时后降温冷却到室温,将长圆柱条形物切割成长度为2mm的圆柱条,所得圆柱条形复合载体i。其中含有90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为180的氢型ZSM-22分子筛和10质量%的γ-氧化铝。
(2)制备催化剂
取45克(1)步制备的复合载体i置于37.5克铂元素浓度为0.6质量%的氯铂酸(百灵威公司生产)溶液中于25℃下浸渍3小时,将浸渍后的固体于120℃下干燥6小时,500℃焙烧4小时,在于450℃条件下置于氢气气氛中还原3小时,氢气处理的体积空速为5h-1,得到的催化剂I的组成见表1,物性参数见表2。
对比例3
按实例3的方法制备催化剂,不同的是(1)步所述的(a)步中,将NaOH水溶液的浓度改为0.7摩尔每升。得到圆柱条型复合载体j,其中含90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为180的氢型ZSM-22沸石和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂J的组成见表1,物性参数见表2。
对比例4
按实例1的方法制备催化剂,不同的是(1)步中用100克SiO2/Al2O3摩尔比为89的钾型ZSM-22分子筛和100克SiO2/Al2O3摩尔比为100的钠型ZSM-48沸石替换200克SiO2/Al2O3摩尔比为89的钾型ZSM-22沸石。得到圆柱条型复合载体k,其中含45质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为89的氢型ZSM-22沸石、45质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为100的氢型ZSM-48沸石和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂K的组成见表1,物性参数见表2。
对比例5
按对比例2的方法制备催化剂,不同的是(1)步中用SiO2/Al2O3摩尔比为150的氢型ZSM-5沸石代替SiO2/Al2O3摩尔比为180的钾型ZSM-22沸石。得到圆柱条型复合载体l,其中含90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为150的氢型ZSM-5分子筛和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂L的组成见表1,物性参数见表2。
对比例6
按实例3的方法制备催化剂,不同的是(1)步所述的(c)步中,将碱处理后经铵交换的氢型混合沸石不进行酸处理,直接经(2)步挤条成型、干燥、焙烧。得到圆柱条型复合载体m,其中含90质量%的SiO2/Al2O3摩尔比为180的氢型ZSM-22沸石和10质量%的γ-氧化铝。得到的催化剂M的组成见表1,物性参数见表2。
表1
**硅/铝比为SiO2/Al2O3摩尔比。
表2
实例8-14
以正庚烷为原料,在小型固定床反应装置上对本发明催化剂A-G的性能进行评价。评价条件为:温度360℃、压力0.4MPa,氢油体积比为5,原料进料质量空速为1.0h-1,反应时间为24小时,各实例所用催化剂及反应结果见表3。
对比例7-12
以正庚烷为原料,在小型固定床反应装置上对对比催化剂H-M的性能进行评价。评价条件为:温度360℃、压力0.4MPa,氢油体积比为5,原料进料质量空速为1.0h-1,反应时间为24小时,各对比例所用催化剂及反应结果见表3。
表3
实例15
本实例考察本发明催化剂的稳定性。
在小型固定床反应装置的反应器中装填催化剂A,以正庚烷原料,在反应温度360℃、压力0.4MPa、原料进料质量空速1.0h-1的条件下连续反应120小时,结果见表4。
表4
连续反应时间,小时 | 24 | 48 | 72 | 96 | 120 |
原料转化率,质量% | 99.6 | 99.6 | 99.2 | 99.2 | 99.3 |
(甲烷+乙烷)总产率,质量% | 1.2 | 1.3 | 1.3 | 1.1 | 1.1 |
丙烷总产率,质量% | 41.0 | 41.0 | 40.9 | 40.5 | 40.2 |
正丁烷总产率,质量% | 31.5 | 31.4 | 31.3 | 30.8 | 30.5 |
(丙烷+正丁烷)总产率,质量% | 72.5 | 72.4 | 72.2 | 71.3 | 70.7 |
异丁烷总产率,质量% | 17.1 | 17.3 | 17.3 | 16.8 | 16.5 |
由表4可知,本发明催化剂连续反应120小时,原料转化率、丙烷和正丁烷产率一直维持在较高水平,其中,丙烷和正丁烷的总产率由反应开始到反应结束始终保持在70质量%左右,正丁烷的总产率始终维持在31.0质量%左右,甲烷和乙烷的总产率维持在1.2质量%左右,表明本发明催化剂具有良好的临氢转化活性和稳定性。
Claims (31)
1.一种烷烃转化催化剂,其特征在于,该催化剂包括复合载体和负载在所述复合载体上的铂,所述的复合载体包括基于复合载体5-95质量%的氢型ZSM-22沸石和5-95质量%的氧化铝。
2.按照权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述的复合载体包括基于复合载体70-93质量%的氢型ZSM-22沸石和7-30质量%的氧化铝。
3.按照权利要求1或2所述的催化剂,其特征在于,基于所述复合载体,铂含量为0.01-2.0质量%。
4.按照权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述氢型ZSM-22沸石的SiO2/Al2O3摩尔比为20-200,优选为50-160,更优选为80-100。
5.按照权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述催化剂的介孔孔体积为0.15-1.0cm3/g,优选为0.30-0.80cm3/g,所述催化剂的最可几孔呈双峰分布,最可几孔直径为3.0-4.5nm和14.0-50.0nm,优选为3.2-4.0nm和15.0-46.0nm。
6.按照权利要求1所述的催化剂,所述催化剂的总比表面积为200.0-280.0m2/g,优选为210.0-242.0m2/g;介孔比表面积为60.0-155.0m2/g,优选为90.0-150.0m2/g。
7.按照权利要求1所述的催化剂,其特征在于所述的复合载体为圆柱条型,圆柱半径为0.2-1.0mm,长度为0.5-5.0mm。
8.一种权利要求1-7所述催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:
(1)碱和酸处理ZSM-22沸石,得到碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石的步骤;(2)制备含有碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石和氧化铝复合载体的步骤;(3)负载铂的步骤。
9.按照权利要求8所述的制备方法,其中所述的(1)为:
(a)将ZSM-22沸石加入到碱溶液中,使之与碱液充分接触、过滤,将所得固体水洗、干燥;
(b)将(a)步所得的沸石加入到铵盐溶液中,使之与铵盐溶液充分接触,进行离子交换、过滤,所得固体经水洗、干燥、焙烧后得到碱改性处理的氢型ZSM-22沸石;
(c)将(b)步所得的碱改性处理的氢型ZSM-22沸石加入到酸溶液中,使之与酸溶液充分接触、过滤,所得固体经水洗、干燥、焙烧后得到碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石。
10.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(a),所述的与碱液充分接触,方法为搅拌,温度为50-90℃,时间为1-5小时,所述的干燥,温度为80-150℃,时间为1-5小时。
11.按照权利要求9所述的制备方法,其中(a),所述的碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、四烃基氢氧化铵溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液或氨水中的至少一种,所述的碱溶液的浓度为0.05-0.6摩尔/升,优选为0.1-0.4摩尔/升。
12.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(a),所述的ZSM-22沸石与碱溶液的质量比为0.01-0.8。
13.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(b),所述的铵盐溶液为NH4Cl或NH4NO3溶液,铵盐溶液的浓度为0.05-4摩尔/升。
14.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(b),所述的与铵盐溶液充分接触,方法为搅拌,温度为20-90℃,时间为1-24小时;所述的干燥,温度为80-150℃,时间为1-5小时;所述的焙烧,温度为450-650℃,时间为2-6小时。
15.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(b),(a)步所得的沸石与铵盐溶液的质量比为0.01-0.6。
16.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(c),所述的酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、三氟乙酸、草酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸溶液中的至少一种,所述的酸溶液的浓度为0.05-6.0摩尔/升。
17.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(c),所述的与酸溶液充分接触,方法为搅拌,温度为60-200℃,时间为4-12小时;所述的干燥,温度为80-150℃,时间为1-5小时;所述的焙烧,温度为450-650℃,时间为2-6小时。
18.按照权利要求9所述的制备方法,其中所述的(c),(b)步所得的碱改性处理的氢型ZSM-22沸石与酸溶液的质量比为0.01-0.8。
19.按照权利要求8所述的制备方法,其中所述的(2)为:将拟薄水铝石粉与步骤(1)所得的碱和酸改性处理的氢型ZSM-22沸石充分混合,加入适量的酸溶液,混捏均匀并挤条成型、干燥、焙烧,得到复合载体。
20.按照权利要求19所述的制备方法,其特征在于,所述的酸溶液为无机酸或有机酸溶液,所述的无机酸选自硝酸、盐酸中的一种,所述的有机酸选自乙酸、甲酸中的一种,所述的酸溶液浓度为0.1-5质量%;所述的酸溶液与拟薄水铝石粉的质量比为0.5-2。
21.按照权利要求19所述的制备方法,其特征在于,所述的混捏次数为1-5次。
22.按照权利要求19所述的制备方法,所述的干燥,先在温度30-100℃下干燥2-6小时,然后在110-150℃下干燥2-24小时;所述的焙烧,温度为500-650℃,时间为2-8小时。
23.按照权利要求8所述的制备方法,其中所述的(3)为:将(1)步制备的复合载体用含铂化合物的溶液浸渍、干燥、焙烧和还原。
24.按照权利要求23所述的制备方法,其特征在于,所述的含铂化合物的溶液中铂的浓度为0.05-2.0质量%,优选0.1-1.8质量%,所述的铂化合物为铂的氯化物或硝酸盐,优选为氯铂酸。
25.按照权利要求23所述的制备方法,其特征在于,所述的浸渍,温度为10-50℃,时间为1-4小时,优选为2-3小时,浸渍的液/固质量比为0.5-1.3。
26.按照权利要求23所述的制备方法,其特征在于,所述的干燥,温度为110-150℃,时间为2-24小时;所述的焙烧,温度为500-700℃,时间为0.5-8小时,优选4-6小时。
27.按照权利要求23所述的制备方法,其特征在于,所述的还原气体为H2,体积空速为1.0-10.0h-1,温度为400-600℃,优选420-500℃,时间为0.5-8小时,优选为2-4小时。
28.权利要求8-27之一的制备方法得到的催化剂。
29.一种烷烃转化方法,该方法包括在临氢条件下,将正构烷烃和一种催化剂接触并进行反应,其特征在于,所述催化剂为权利要求1-7、28中任意一项所述的催化剂。
30.按照权利要求29所述的烷烃转化方法,所述的反应条件包括:温度为100-450℃,优选280-400℃,压力为0.1-10.0MPa、优选0.2-5.0MPa,氢油体积比为0.5-500,原料的进料质量空速为0.05-10.0h-1。
31.按照权利要求29所述的烷烃转化方法,所述正构烷烃为C4-C12的正构烷烃,优选为C6-C8的正构烷烃。
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