[发明专利]多孔氧化锆基固体酸催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及固体酸催化剂领域，公开了一种多孔氧化锆基固体酸催化剂及其制备方法和应用。本发明的多孔氧化锆基固体酸催化剂的制备方法包括：1)将含有锆盐、铝盐、有机酸螯合剂和相分离诱导剂的溶液与氨水进行第一接触，得到第一接触后的产物；2)将步骤1)得到的第一接触后的产物进行水热溶剂处理后，得到处理后的产物；3)将步骤2)中得到的处理后的产物与硫酸进行第二接触后固液分离，并将固液分离得到的固体进行第一焙烧；4)将第一焙烧得到的产物与氯铂酸进行第三接触后进行第二焙烧。将本发明的多孔氧化锆基固体酸催化剂用于直链烷烃的加氢异构化反应，在相同的反应温度下，转化率和产物选择性更高，稳定性更好。

技术领域

本发明涉及固体酸催化剂领域，具体涉及一种多孔氧化锆基固体酸催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着国家对环境保护的日益重视，车用汽油产品的质量规格越来越高，对车用汽油中的芳烃、烯烃含量的限制越来越严格。

轻石脑油异构化所生产的异构化油不含硫、不含芳烃、不含烯烃，并且通过采用不同的轻石脑油异构化技术和加工流程可以使轻石脑油辛烷值提高10-20个单位，异构化油是理想的清洁汽油调和组分。

轻质烷烃异构化一般在临氢条件下进行，是正构烷烃生成相应异构烷烃的过程。

该反应属于轻度可逆放热反应，因此低温利于异构产物的生成。目前工业催化剂均为含贵金属的双功能催化剂，按载体的不同主要分为三类：氯化铝型、分子筛型和氧化物型(固体超强酸)。其中，金属氧化物型固体超强酸催化材料具有较强的酸性、较高的热稳定性、易与反应产物相分离、对环境友好、不腐蚀设备、能再生等优点，特别是能够在低温下催化烷烃异构化反应，因而被认为是最有前途的异构化催化剂，具有广阔的应用前景。Pt-SO₄^2-/ZrO₂催化剂是具有高活性和选择性的低温异构化催化剂，可以生产更高辛烷值水平的异构化油。该催化剂的氢氧化锆前驱体制备参数会影响ZrO₂的结构，从而影响催化剂的反应性能。

目前，制备硫酸化氧化锆催化剂普遍采用的方法是锆盐水解沉淀法，制备过程大致为Zr盐沉淀→Zr(OH)₄干燥→浸渍硫酸根→干燥焙烧→浸渍Pt干燥焙烧。例如，Monoclinic and Tetragonal High Surface Area Sulfated Zirconias in ButaneIsomerization:CO Adsorption and Catalytic Results，Journal of Catalysis 2001,198:277-285的文献报道中，采用水热法在150℃下分别水热2-20小时，制备了高比表面积的硫酸化ZrO₂，同时该产物具有较高的丁烷异构化性能。但该方法制备的ZrO₂以单斜相为主，在 C5-C6的异构化反应中，活性较差、转化率和产物选择性不高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术制备得到的硫酸化氧化锆催化剂的活性较差、转化率和产物选择性不高的问题，提供一种多孔氧化锆基固体酸催化剂及其制备方法和应用，将本发明的多孔氧化锆基固体酸催化剂用于直链烷烃的加氢异构化反应，在相同的反应温度下，转化率和产物选择性更高，稳定性更好。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种多孔氧化锆基固体酸催化剂的制备方法，该方法包括以下的步骤，

1)将含有锆盐、铝盐、有机酸螯合剂和相分离诱导剂的溶液与氨水进行第一接触，得到第一接触后的产物；

2)将步骤1)得到的第一接触后的产物进行水热溶剂处理后，得到处理后的产物；

3)将步骤2)中得到的处理后的产物与硫酸进行第二接触后固液分离，并将固液分离得到的固体进行第一焙烧；

4)将第一焙烧得到的产物与氯铂酸进行第三接触后进行第二焙烧。