CN1981926A - 制备链烷烃异构化催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

制备链烷烃异构化催化剂的方法,该催化剂包括IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物、IIIA族金属氧化物和VIII族金属的混合物,该方法包括下列步骤:(a)使IVB族金属的氢氧化物与VIB族金属的含氧阴离子的水溶液接触以提供混合物,(b)干燥该混合物以提供干燥粉末,(c)捏合该粉末与IIIA族氢氧化物凝胶和聚合纤维素醚化合物以形成膏体,(d)使该膏体成型以形成成型材料,(e)煅烧该成型材料以形成煅烧材料,(f)用VIII族金属盐的水溶液浸渍该煅烧材料以提供催化剂,和(g)煅烧该催化剂。

Description

制备链烷烃异构化催化剂的方法
技术领域
本发明涉及制备链烷烃(paraffin)异构化催化剂的方法,所述催化剂包括:使用混合的氧化钨改性的铝和锆的氧化物与VIII组金属的加氢/脱氢组分。该催化剂用于由含有C4+烃馏分的烃进料流制备高辛烷汽油。
背景技术
多支链的链烷烃是理想的具有高辛烷值的汽油共混组分。出于环境原因,需要寻找在汽油中芳族组分的替代物。因此,存在发展出用于增加C4-C12馏分(cuts)的辛烷值的方法的动机。尽管C5/C6链烷烃异构化是通常的精炼工艺,含有高级级分(fractions)(C7+烃)的工艺的商业化遇到了由通常高度裂化成气态产物所导致的显著困难,这是不理想的。
K.Arata和M.Hino在Proceedings 9th International Congress onCatalysis(1988,卷4,1727-1735页)中记载了一种基于IVB族金属氧化物(例如特别是被VIB族的含氧阴离子特别是钨酸盐改性的氧化锆)催化剂及其在链烷烃异构化中的用途。
进一步研究活动已经表明,在链烷烃异构化中钨酸盐化氧化锆催化剂的催化性能可以通过向混合的固体酸催化剂中添加加氢/脱氢功能,优选贵金属而得以改善。在链烷烃异构化中使用用贵金属促进的钨酸盐化氧化锆已经记载于例如下列公开文献中:S.L.Soled,S.Miseo,J.E.Baumgartner,W.E.Gates,D.G.Barton and E.Iglesia,Proc.13th Int.Conf.Catal.(The Taniguchi Foundation,Kobe,Japan,1994)17页;E.Iglesia D.G.Barton,S.L.Soled,S.Miseo,J.E.Baumgartner,W.E.Gates,G.A.Feuntes and G.D.Meitzner,Stud.Surf.Sci.Catal.101(1996)533;G.Larsen,E.Lotero,S.Raghavan,R.D.Parra和C.A.Querini,Appl.Catal.A 139(1996)201。
一组关于固体酸异构化催化剂的美国专利已经转让给Mobil OilCorporation。US专利No.5510309提供了一种用于制备含有用VIB族金属的含氧阴离子改性的IVB族金属氧化物的酸性固体的方法。这种酸性固体的实例是用钨酸盐改性的氧化锆。这种经改性的固体氧化物可以用作诸如用于使C4-C8链烷烃异构化的催化剂。经改性的固体氧化物优选通过将IVB族金属氧化物与VIB金属的含氧阴离子共沉积而制备。在过滤后,该共沉淀物在825℃下煅烧。
US专利No.5780382提供了一种用于制备含有用VIB族金属的含氧阴离子改性的IVB族金属氧化物的酸性固体的方法。
US专利No.5854170记载了一种含贵金属的酸性固体催化剂的制备方法,该制备方法包括:用含有VIB族金属的含氧阴离子的含水溶液浸渍IVB族金属的氢氧化物或者水合物的氧化物。贵金属(优选Pt)可以通过与VIB族金属的含氧阴离子共同浸渍或者在分开的浸渍步骤中进行添加。
US专利No.6080904记载了一种利用异构化催化剂的C4-C8异构化工艺,该异构化催化剂具有加氢/脱氢组分(优选Pt)和具有包括用VIB族金属的含氧阴离子改性的IVB族金属氧化物的固体酸组分。
在所有上述专利中,铝仅仅作为常规的基质材料例如氧化铝、氧化硅-氧化铝和氧化硅时提及,并优选氧化硅。
钨酸盐化的氧化锆经常被记载为用于C5+异构化的催化剂。该催化剂通常含有浓度低于20wt%的氧化钨和加氢组分是铂。然而,由这些材料提供的对异构化的催化选择性不足。下面的专利是上述现有技术的变型方案。
US专利No.5422327记载了一种结合到由氧化锆组成的载体中的VIII族金属的催化剂组合物及其在链烷烃异构化中的用途,所述载体进一步用氧化硅和氧化钨的混合物浸渍。
US专利No.5648589要求保护一种催化异构化工艺,包括在异构化条件下使C5+进料与由VIII族金属和用氧化钨和氧化硅浸渍的氧化锆载体组成的催化剂组合物相接触。
US专利No.5837641记载了在钨酸盐化的氧化锆之上的异构化反应和水对这种催化剂的促进作用。
US专利No.6767859记载了一种使用催化剂组合物的烷烃异构化工艺,该催化剂组合物为用金属掺杂剂(IVB族金属和加氢/脱氢功能物)掺杂的金属氧化物,所述金属掺杂的金属氧化物通过从溶液中共沉淀制备,且金属掺杂剂通过在足够高温度下煅烧结合到金属氧化物的晶体晶格中。所述金属掺杂剂结合到金属氧化物的晶体晶格中通过X射线衍射进行验证。这种催化剂组合物显示了对于烷烃转化的高活性,但是具有对于烷烃异构化低选择性和对于具有低商业价值的C1-C4气态产物高的裂化选择性的缺点。
通过添加氧化铝来制备机械稳定的硫酸盐化氧化锆催化剂在专利文献例如US专利No.6326328中已有记载。
当氧化铝存在于钨酸盐化的氧化锆催化剂中时,其可以作为铝离子(Al3+)结合到氧化锆晶体晶格中。已经发现这种形式的传统催化剂具有对异构化产物的低选择性和往往将所制备的多支链烃裂化为不理想的气态产物。
本发明的总的目的是提供制备下面催化剂的方法,该催化剂适用于通过异构化改进C4+烃混合物的辛烷值而不会将所产生的多支链烃显著裂化为气态产物。
本发明的另一目的是提供一种催化剂,该催化剂适于通过异构化改进C4+烃混合物的辛烷值而不会将所产生的多支链烃显著裂化为气态产物。
本发明的又一目的是提供一种催化剂,该催化剂含有减少量的氧化铝并显示出改善的异构化性质和减少的裂化性质。
发明内容
上述目的通过下面的方法实现,由此制备了一种链烷烃异构化催化剂,该催化剂包括选自IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物和IIIA族金属氧化物的三种氧化物的组合。该催化剂用于由含有C4+烃馏分的烃进料流制备高辛烷汽油。
本发明包括一种制备链烷烃异构化催化剂的方法,该催化剂包括IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物、IIIA族金属氧化物和VIII族金属的混合物,该方法包括下列步骤:
(a)使IVB族金属的氢氧化物与VIB族金属的含氧阴离子的水溶液接触以提供混合物,
(b)干燥该混合物以提供干燥粉末,
(c)捏合该干燥粉末与IIIA族氢氧化物凝胶和聚合纤维素醚化合物以形成膏体,
(d)对该膏体成型以形成成型材料,
(e)煅烧该成型材料以形成煅烧材料,
(f)用VIII族金属盐的水溶液浸渍该煅烧材料以提供催化剂,和
(g)煅烧该催化剂。
本发明还涉及由上述方法制备的并包括IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物、IIIA族金属氧化物和VIII族金属的链烷烃异构化催化剂,该催化剂具有低于30.20°的X射线粉末衍射(XRPD)2θ。
最后,本发明涉及从包括C5+烃馏分的烃进料制备高辛烷汽油的方法,其中该烃进料与上述链烷烃异构化催化剂相接触。
具体实施方式
由本发明方法制备的催化剂是适用于通过异构化来改善C4+烃混合物的辛烷值而不会将所制得的多支链烃显著裂化为气态产物的固体酸催化剂。
在这种情况下多支链异构体被定义为含有多于一个连接到至少其它三个相邻的碳原子的碳原子或者至少一个连接到四个相邻碳原子的碳原子的化合物。单支链异构体被定义为仅含有一个连接到三个相邻碳原子上的碳原子的化合物。
根据本发明方法制备的催化剂可以应用到C7+级分或者含有下面级分(例如C4-C7、C5-C9、C7-C9、C6-C7、C7、C8或C9、C7-C12)并主要由链烷烃和可能的萘、芳族化合物和烯烃组成的馏分中。
本发明的方法具有多个优点:
-催化剂的制备利用廉价的原材料进行,由此相对于来自卤化的起始材料的催化剂制备而言提供了经济上的优点。
-避免了使用含金属卤化物的起始材料,由此避免了从催化剂材料中取出卤化物阴离子的昂贵步骤。在催化剂材料上排除卤化物阴离子提供了技术优点,这是因为这避免了在异构化反应器单元的工业设备中的腐蚀问题和增加了催化剂使用寿命。
-在催化剂中的铝含量低,而同时提供了机械上坚固的催化剂挤出物。
根据本发明方法制备的催化剂包含基于选自IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物和IIIA族金属氧化物的三种氧化物的组合的载体。然后该载体经VIII族金属浸渍以提供最终的催化剂。
IVB族金属氢氧化物与VIB族金属含氧阴离子的含水溶液的混合物可以通过例如喷雾干燥或者其它干燥方法进行干燥。成型可以例如通过挤出或者其它成型工艺进行。该催化剂可以在高到足以分解该VIII族金属盐的温度下煅烧。
在本发明的一个实施方案中,包括IVB族金属和VIB族金属的氧化物的喷雾干燥混合物在600-800℃下预煅烧。
在本发明的一个优选实施方案中,由本发明方法制备的催化剂包括氧化锆、氧化铝和氧化钨,这些氧化物经煅烧并且用VIII族金属浸渍。
在本发明的有一个优选实施方案中,用于制备催化剂的方法包括捏合氧化锆、氧化铝和氧化钨的混合物与聚合纤维素醚化合物以形成适于成型的膏体,继之以煅烧和随后用VIII族金属盐浸渍而提供催化剂。
适合在本发明方法中使用的聚合纤维素醚化合物由被选自下列的取代基所取代的纤维素获得:烷基、羧基、羟基和它们的组合,且烷基取代基选自甲基、乙基、丙基和它们的组合。
优选的聚合物纤维素醚化合物是羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基羟基丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、乙基羧甲基纤维素、甲基乙基纤维素和羟基丙基甲基纤维素。
最优选地,所述聚合物纤维素醚化合物是甲基纤维素。
在本发明的一个实施方案中,该方法适合制备含有用氧化钨改性的混合的铝和锆的氧化物与VIII族金属的加氢/脱氢组分的催化剂。
在本发明方法中,同时煅烧含有IVB族金属氢氧化物、VIB族金属的含氧阴离子和IIIA族金属的成型材料与聚合纤维素醚化合物以使得将要使用的IIIA族金属氢氧化物凝胶的量下降并同时赋予催化剂以机械强度。
然而,所述聚合物纤维素醚化合物不存在于由本发明方法获得的催化剂中,这是因为其在煅烧期间被燃烧掉。该催化剂与基于IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物、IIIA族金属氧化物和VIII族金属的其它常规催化剂不同,在其它常规催化剂中IIIA族金属被结合到IVB族金属氧化物的晶体晶格中。通过本发明方法获得的催化剂不具有结合到IVB金属氧化物晶体晶格中的IIIA族金属,并且该催化剂的特征在于具有低于30.20°的X射线粉末衍射2θ值。这导致对于异构化而言改善的选择性和活性的优点。
在本发明的一个实施方案中,X射线衍射2θ值为30.10°至低于30.20°。
当实施X射线粉末衍射测量时,对于IVB族金属氧化物的D[101]线位置适合用作IIIA族金属的结合程度的标志。IIIA族金属(如Al3+)的结合导致IVB族金属的晶格参数下降和从而更高的2θ值。
在本发明的一个实施方案中,成型材料的煅烧在600℃至低于800℃温度下进行。在800℃或者高于该温度的温度下煅烧不能得到X射线粉末衍射2θ值低于30.20°的催化剂。
混合的锆/钨/铝氧化物载体的煅烧温度对于由本发明方法制备的催化剂的活性和选择性而言也是重要的参数。在600℃至低于800℃温度下煅烧导致对于异构化具有锆选择性的催化剂,由此提供了与现有技术的催化剂相比较的显著经济优势。
在本发明的一个优选实施方案中,成型材料的煅烧在625-700℃温度下进行。
在本发明的一个实施方案中,聚合物纤维素醚化合物以0.1-5wt%的量添加到膏体中。优选的添加量为0.6-1.2wt%。
在本发明的一个实施方案中,IIIA族金属氧化物的添加量降低到低于10wt%,例如降低到2wt%。作为对比,在不使用聚合物纤维素醚化合物时,IIIA族金属氧化物的量可以高达22wt%。
最典型的铝源是水合氧化铝,例如拟薄水铝石(pseudoboehmite)。由于卤化铝对于大规模钢设备的腐蚀性性质及其相对于拟薄水铝石的较高价格,优选避免卤化铝例如AlCl3·6H2O。
IVB金属氧化物的质量对于总的催化剂性能而言非常重要。在本发明的一个实施方案中可使用IVB族金属氧化物例如四氢氧化锆。氢氧化锆可以例如通过在高pH值下使硝酸氧锆与氨水沉淀,继之以在回流下加热制备,该制备方法类似于A.Calafat,Stud.Surf.Sci.Catal.118(1998)837。适合用作本发明方法的氢氧化锆的实例具有10μm的颗粒尺寸并具有大于300m2/g的表面积。
在本发明的一个实施方案中,VIB族金属氧化物是钨的氧化物。最典型的钨前体是偏钨酸铵,偏钨酸铵出于其高稳定性和低加热而是有用的。
VIII族金属可以选自任何VIII族金属及其混合物。优选的金属是钯和铂,其浓度为0.01wt%-5wt%,最优选0.05wt%-1wt%。
在本发明的实施方案,根据本发明方法制备的催化剂包括用氧化钨改性的铝和锆氧化物氧化物和VIII族金属的加氢/脱氢组分,该方法包括下列步骤:
(a)使四氢氧化锆悬浮在偏钨酸铵的含水溶液中的混合物喷雾干燥以形成经喷雾干燥的混合物和任选地在650-700℃下预煅烧经喷雾干燥的混合物。
(b)将经预先煅烧的喷雾干燥产物(锆和钨的氧化物/氢氧化物)与氧化铝凝胶、拟薄水铝石和甲基纤维素的混合物捏合成膏体,
(c)通过挤出使膏体成型而形成挤出物,
(d)在600-800℃、最优选在625-700℃下煅烧挤出物以形成经煅烧材料,
(e)用VIII族金属浸渍经煅烧材料以提供催化剂,
(f)在300-500℃下,优选在350-450℃下煅烧所得催化剂。
在本发明的实施方案中,所述经煅烧的催化剂含有10-50wt%的氧化钨、2-40wt%的氧化铝且余量为氧化锆和VIII族金属的残留物。
总的较低催化剂活性可以通过增加异构化反应的温度来补偿。这增加了催化转化率而没有显著增加裂化选择性。
对于异构化反应的典型操作条件为150-300℃的温度,1-100巴的总压力和0.1-30h-1液体空速(LHSV)。优选的条件是130-250℃的温度,0.5-5h-1的LHSV,5-50巴的压力和0.1-5氢∶烃比。
进料还可以任选地包括更短的链烷烃、芳族化合物或者环状链烷烃。当将该进料通过反应器床时,更短的链烷烃也被异构化,而芳族化合物被氢化为相应的环烷烃。开环反应的反应速率通常将非常慢。
用于制备具有高研究法辛烷值(reseurch octane number)(RON)的高液体产率汽油的本发明的具体实施方案在下文中详细描述。
选择性被定义为2,2-二甲基戊烷(2,2-DMP)、2,4-二甲基戊烷(2,4-DMP)和2,2,3-三甲基丁烷(2,2,3-TMB)的总量和与所有产物的重量和的比。
裂化因子被定义为气态产物(C1-C4)的重量和与异构体2,2-二甲基戊烷(2,2-DMP)、2,4-二甲基戊烷(2,4-DMP)和2,2,3-三甲基戊烷(2,2,3-TMB)的重量和的比。
在X射线粉末衍射测量期间,对于正方晶系氧化锆的D[101]线的位置用作铝掺入程度的标志。
实施例
实施例1
氢氧化锆和偏钨酸铵的喷雾干燥按照如下方式进行:
将12.0kg(NH4)6H6W12O40溶于180升去离子水中。使28.0kgZr(OH)4与溶液混合。该混合物在入口温度为250℃、出口温度为90℃和进料流速为29kg/h的喷雾干燥器中干燥。
实施例2
对比实施例:
制备含有22wt%的氧化铝的异构化催化剂:
将1.432kg在实施例1中获得的经喷雾干燥的产物与1.400kg氧化铝凝胶(30%拟薄水铝石)和112g拟薄水铝石粉末混合10分钟,并作为1/16”柱体挤出。这些挤出物在110℃下干燥过夜并且在650℃下煅烧3小时。通过初期湿润浸渍[Pd(NH3)4](NO3)2水溶液引入0.5wt%的Pd。在将催化剂置入反应器之前,将由此得到的催化剂在400℃下在空气流(4l/min·kg催化剂)中煅烧6小时。
催化异构化:
在催化异构化试验之前,该催化剂在200℃和大气压下被H2(200Nml/min)还原。利用在实施例2中制备的催化剂使庚烷异构化在6atm的总压力和2.03h-1的LHSV下在固定床反应器中进行。
进料由摩尔比为4.95∶1的氢/庚烷混合物组成。催化结果示于表1中。
实施例3
对比实施例:
向52.7g氯化氧锆(ZrOCl2·8H2O,在盐酸中的30%溶液)添加浓NH4OH(aq)直到溶液pH为约9。所得的浆体Zr(OH)4经过滤并用500g经蒸馏的去离子水洗涤。该固体在130℃下空气干燥160小时。该经干燥的产物(11.9g)通过用8.9g含有2.12g偏钨酸铵,(NH4)6H6W12O40的水溶液进行初始润湿来进行浸渍。所得材料在空气中干燥和然后在825℃下在空气中煅烧3小时,7.0g干燥产物用55mg(NH4)2PdCl4的水溶液初始润湿来进行浸渍。然后,该催化剂在300℃下在空气中干燥2小时。
催化异构化试验(对比):
在催化试验之前,该催化剂在200℃和大气压下用H2(200Nml/min)还原。用在实施例6中制备的催化剂使庚烷异构化在6atm总压力和1.14h-1的LHSV下在固定床反应器中进行。进料由摩尔比为4.41∶1的氢/烃混合物组成。催化结果在表1中示出。
实施例4
对比实施例
在600ml玻璃烧杯中混合0.161mol ZrOCl2·8H2O和0.0082molAlCl3·6H2O。然后在搅拌下添加320mlH2O以溶解盐。然后在强烈搅拌条件下将25%NH4OH滴加到溶液中,直到沉淀混合物的最终pH值达到9.0。在搅拌达超过1小时后,该沉淀物用蒸馏水洗涤,并通过离心分离回收。该材料经洗涤6次以去除氯离子。该沉淀物在炉子中在120℃下干燥过夜。然后,通过初始湿润技术将偏钨酸铵(3.13g)的水溶液添加到混合氢氧化物中。在800℃下煅烧3小时后,所获得的用钨酸盐化的Al3+掺杂的氧化锆用[Pd(NH3)4(NO3)2水溶液浸渍得0.5wt%Pd。在将该催化剂置入反应器中之前,该催化剂在450℃下煅烧3小时。
催化异构化试验:
在催化试验前,该催化剂在200℃和大气压下用H2(200Nml/min)还原。用在实施例8中制备的催化剂使庚烷异构化在6atm总压力和2.14h-1的LHSV下在固定床反应器中进行。进料由摩尔比为4.93∶1的氢/烃混合物组成。催化结果在表1中示出。
在所有试验中测量了以wt%表示的对2,2-DMP、2,4-DMP和2,2,3-TMB的选择性。
表1
对比实施例 Al2O3含量(wt%) 煅烧温度(℃)   2θ[101]ZrO2(°)   温度(℃) C7转化率(%)   裂化因子(%)   选择性(wt%)
2 22 650   30.24   200.00 59.8   5.2   6.55
3 0 825   -   230.00 7.9   23.8   0.09
4 3.2 800   30.289   165.0 27.2   9.8   2.38
4 3.2 800   178.0 51.9   13.2   6.30
4 3.2 800   205.0 88.3   38.2   18.96
在表1中给出的结果显示了C7催化转化氯和裂化因子对于载体煅烧温度的相关性。温度越低,则C7催化转化率越低和裂化因子越低。
还可以看出,煅烧温度从650℃增加到800℃导致铝结合到氧化锆晶格中。
实施例2的结果表明尽管在650℃的低煅烧温度下,铝仍然结合到氧化锆晶格中,这是因为铝以高含量(22wt%)存在。
对比实施例4表明,当使用传统工艺时,即使所用的铝含量非常低(3.2wt%),铝仍然结合到氧化锆晶格中。
实施例5
使用聚合物纤维素醚化合物制备异构化催化剂。
将167.6g在实施例1中获得的经喷雾干燥的产物与33.4g氧化铝凝胶(30%拟薄水铝石)、3.0g甲基纤维素和68g水相混合。所述膏体被挤出为1/16”柱体。该挤出物在110℃下干燥6小时并在网上在650℃下煅烧1小时。通过用[Pd(NH3)4](NO3)2的水溶液初始湿润浸渍来引入0.5wt%的Pd。由此获得的催化剂在被引入反应器之前在空气流(4l/min·kg催化剂)中在400℃下煅烧6小时。
在催化异构化试验之前,该催化剂在200℃和大气压下用H2(200Nml/min)还原。用催化剂使庚烷异构化在20atm总压力和2.03h-1的LHSV下在固定床反应器中进行。进料由摩尔比为2.2∶1的氢/庚烷混合物组成。催化结果在表2中示出。
在图1中示出了X射线衍射图。从中可以看出,2θ(2θ)氧化锆峰迁移到低于30.2°,表明铝没有结合到氧化锆晶体晶格中,和铝主要以非晶态形式存在于氧化锆晶体晶格之外。
实施例6
使用聚合物纤维素醚化合物制备异构化催化剂。
将335.2g在实施例1中获得的经喷雾干燥的产物与66.8g氧化铝凝胶(30%拟薄水铝石)、6.0g甲基纤维素和130g水相混合。该膏体被挤出为1/16”柱体。所述挤出物在110℃下干燥6小时并在具有5cm挤出物床高度的开口容器中在650℃下煅烧3小时。通过用[Pd(NH3)4](NO3)2的水溶液初始湿润浸渍来引入0.5wt%的Pd。由此获得的催化剂在被引入反应器之前在空气流(4l/min·kg催化剂)中在400℃下煅烧6小时。
在催化异构化试验之前,该催化剂在200℃和大气压下用H2(200Nml/min)还原。用催化剂使庚烷异构化在20atm总压力和2.14h-1的LHSV下在固定床反应器中进行。进料由摩尔比为2.1∶1的氢/庚烷混合物组成。催化结果在表2中示出。
表2
实施例:   2θ[101]ZrO2(°)     温度(℃) C7转化率(%)   裂化因子(%)     选择性(%)
5   30.183     209.6220.4225.9 43.561.474.4   4.57.210.3     3.136.8811.19
6   30.18     200.0 68.8   13.0     8.66
从结果中可以看出获得了低于30.2°的2θ值,这表明铝没有结合到氧化锆晶体晶格中。

Claims (11)

1.制备链烷烃异构化催化剂的方法,该催化剂包括IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物、IIIA族金属氧化物和VIII族金属的混合物,该方法包括下列步骤:
(a)使IVB族金属的氢氧化物与VIB族金属的含氧阴离子的水溶液接触以提供混合物,
(b)干燥该混合物以提供干燥粉末,
(c)捏合该粉末与IIIA族氢氧化物凝胶和聚合纤维素醚化合物以形成膏体,
(d)使该膏体成型以形成成型材料,
(e)煅烧该成型材料以形成煅烧材料,
(f)用VIII族金属盐的水溶液浸渍该煅烧材料以提供催化剂,和
(g)煅烧该催化剂。
2.权利要求1的方法,其中所述聚合纤维素醚化合物由被选自下列的取代基所取代的纤维素而获得:烷基、羧基、羟基和它们的组合,且烷基取代基选自甲基、乙基、丙基和它们的组合。
3.权利要求2的方法,其中所述聚合纤维素醚化合物选自羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基羟基丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、乙基羧甲基纤维素、甲基乙基纤维素和羟基丙基甲基纤维素。
4.权利要求1的方法,其中所述干燥粉末在捏合之前预煅烧。
5.权利要求1的方法,其中所述成型材料在600-800℃温度下煅烧。
6.权利要求1的方法,其中所述IVB族金属是锫、VIB族金属是钨,IIIA族金属是铝和聚合纤维素醚是甲基纤维素。
7.权利要求1的方法,其中所述经煅烧的催化剂含有10-50wt%的氧化钨、2-40wt%的氧化铝并且其余为氧化锆和VIII族金属。
8.权利要求1的方法,其中所述VIII族金属是钯和/或铂,其量为0.01-5wt%。
9.由权利要求1的方法制备的链烷烃异构化催化剂,包含IVB族金属氧化物、VIB族金属氧化物、IIIA族金属氧化物和VIII族金属,该催化剂具有低于30.20°的X射线粉末衍射(XRPD)反射2θ。
10.从含有C5+烃馏分的烃进料中制备高辛烷汽油的方法,其中所述进料与权利要求9的链烷烃异构化催化剂相接触。
11.权利要求10的方法,其特征在于所述烃进料含有C7+烃馏分或者含这种级分的馏分。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115379893A (zh) * 2020-04-14 2022-11-22 凯洛格·布朗及鲁特有限公司 用于c5-c12链烷烃异构化的催化剂制造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486005C1 (ru) * 2012-02-03 2013-06-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Оксидный катализатор для изомеризации легких бензиновых фракций

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2103876A1 (en) * 1992-08-27 1994-02-28 Stuart Leon Soled Group viii metal containing tungsten oxide silica modified zirconia as acid catalyst
US5854170A (en) * 1993-07-22 1998-12-29 Mobil Oil Corporation Method for preparing a modified solid oxide
US6080904A (en) * 1993-07-22 2000-06-27 Mobil Oil Corporation Isomerization process
JP3769293B2 (ja) * 1993-07-22 2006-04-19 モービル オイル コーポレイション 変性された固体酸化物触媒の製造方法
US5510309A (en) * 1994-05-02 1996-04-23 Mobil Oil Corporation Method for preparing a modified solid oxide
US5453556A (en) * 1994-06-22 1995-09-26 Mobil Oil Corporation Oligomerization process for producing synthetic lubricants
US5608133A (en) * 1995-10-23 1997-03-04 Mobil Oil Corporation Catalytic oligomerization
US5837641A (en) * 1996-01-16 1998-11-17 Uop Llc Method of promoting the activity of solid strong acid catalysts
ATE211947T1 (de) * 1996-09-05 2002-02-15 Japan Energy Corp Saurer katalysator in fester form und verfahren zur herstellung desselben
WO2003013722A1 (en) * 2001-08-07 2003-02-20 Massachusetts Institute Of Technology Non-zeolitic nanocomposite materials for solid acid catalysis
US6818589B1 (en) * 2002-06-18 2004-11-16 Uop Llc Isomerization catalyst and processes
US7414007B2 (en) * 2002-09-13 2008-08-19 Uop Llc Isomerization catalyst and process
AU2003272375A1 (en) * 2002-09-13 2004-04-30 Uop Llc Isomerization catalyst and process
ES2341950T3 (es) * 2002-09-25 2010-06-30 Haldor Topsoe A/S Proceso de isomerizacion de parafinas c7+ y catalizador para el mismo.
US7494953B2 (en) * 2003-09-17 2009-02-24 Haldor Topsoe A/S Process for the preparation of an isomerisation catalyst
WO2005066101A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Selective decomposition of ethers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115379893A (zh) * 2020-04-14 2022-11-22 凯洛格·布朗及鲁特有限公司 用于c5-c12链烷烃异构化的催化剂制造方法

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