【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及催化劑，具體涉及一種正異構化催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、輕質烷烴正異構化主要包括c5/c6異構化、正丁烷異構化和異丁烷正構化。其中，c5/c6異構化用于生產c5/c6異構化油，c5/c6異構化油基本不含硫、烯烴和芳烴，是重要的清潔汽油調和組分。正丁烷異構化可將正丁烷轉化為異丁烷，為丁烷-丁烯烷基化、異丁烷-丙烯共氧化(po/mtbe)、c3/ic4烷烴脫氫、異丁烷脫氫等過程提供異丁烷原料。異丁烷正構化可將異丁烷轉化為正丁烷，為蒸汽裂解制乙烯和丁烷氧化法制順酐等過程提供正丁烷原料。因此，輕質烷烴正異構化是油品質量升級的重要支撐技術，是拓展乙烯裝置原料來源的重要手段，也是正丁烷氧化法制順酐、c3/c4烷烴脫氫、異丁烷脫氫、po/mtbe等過程的關鍵單元技術。高效的輕質烷烴正異構化催化劑是正異構化技術的核心。傳統的輕質烷烴正異構化催化劑有兩類，一類為含pt氯化氧化鋁(pt/al2o3-cl)催化劑，另一類為負載pt或pd的沸石分子篩(pt(pd)/沸石)催化劑。pt/al2o3-cl催化劑具有反應溫度低、單程轉化率高的優點，但缺點是催化劑對原料雜質敏感，需要對原料進行嚴格精制，脫除硫、水等雜質，在異構化反應過程中，需要不斷注氯以維持催化劑活性，且催化劑不可再生，進一步限制了此類技術的應用。pt(pd)/沸石催化劑對原料中雜質要求比較寬松，但異構化活性和選擇性較低。
2、固體超強酸催化劑是近年來發展起來的一種新型催化劑，現有技術中已有報道將無機酸促進的鋯基固體超強酸催化劑應用在輕烴異構化反應中。c
3、cn110385142a公開了一種異丁烷正構化反應用催化劑，該催化劑以mcm-41分子篩為載體，以pt/so42-/zro2為活性組分，雖然反應條件較為緩和，但異丁烷轉化效果并不理想，在正丁烷選擇性高于90％的條件下，異丁烷轉化率未見超過21％，正丁烷的收率均低于22.1％。
4、現有技術公開的硫酸氧化鋯型固體超強酸催化劑通常單純用于輕烴異構化或正構化，未見同時應用于兩個反應的報道。此外，現有技術公開的催化劑用于異構化或正構化反應時，反應轉化率和目標產物選擇性難以兼顧，且穩定性不足。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的正異構化催化劑活性不足、穩定性較差的問題，提供一種正異構化催化劑，該催化劑具有較高的輕烴正異構化活性，穩定性好。
2、為了實現上述目的，本專利技術一方面提供一種正異構化催化劑，所述催化劑包括活性基質，以及負載在所述活性基質上的活性金屬組分；
3、其中，所述活性基質包括酸性活性組分so42-/zro2、具有mfi結構的全硅分子篩以及氧化鋁；所述活性金屬組分選自貴金屬元素中的至少一種；
4、其中，所述催化劑中，強酸中心的密度為0.1-1μmol/m2。
5、優選地，所述催化劑中，強酸酸量與弱酸酸量的摩爾比為4-8：1。
6、本專利技術第二方面提供上述正異構化催化劑的制備方法，所述制備方法包括：
7、(1)將具有mfi結構的全硅分子篩和氫氧化鋯混合，得到混合物；
8、(2)將所述混合物與含有硫酸根的溶液接觸；
9、(3)將步驟(2)得到的產物、氧化鋁前驅體以及可選的膠溶劑混合，進行成型、焙燒，得到活性基質；
10、(4)將活性金屬組分負載在所述活性基質上。
11、本專利技術第三方面提供第一方面所述的正異構化催化劑或第二方面所述制備方法制得的正異構化催化劑在c4-c6輕烴異構化反應或正構化反應中的應用。
12、本專利技術提供的催化劑包括活性基質和活性金屬組分，通過酸性活性組分so42-/zro2以及活性金屬組分分別提供強酸和弱酸，進一步通過具有mfi結構的全硅分子篩以及氧化鋁協同作用對催化劑的強酸中心的密度進行調變。該催化劑具有適宜的強酸中心的密度，同時具有較高的異構化活性和正構化活性，應用于c4-c6的輕烴異構化反應或正構化反應中，可以兼具較高的轉化率和選擇性，穩定性好。
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1.一種正異構化催化劑，其特征在于，所述催化劑包括活性基質，以及負載在所述活性基質上的活性金屬組分；
2.根據權利要求1所述的催化劑，其中，所述催化劑中，強酸中心的密度為0.2-0.7μmol/m2；
3.根據權利要求1或2所述的催化劑，其中，以所述催化劑的總質量為基準，所述活性基質的含量為99-99.95wt％，優選為99.5-99.9wt％；以元素計，所述活性金屬組分的含量為0.05-1wt％，優選為0.1-0.5wt％；
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的催化劑，其中，所述活性基質包括鋯元素、硅元素、鋁元素和硫元素，分別以氧化鋯、氧化硅、氧化鋁和SO3計，以所述活性基質的總質量為基準，氧化鋯的含量為30-90wt％，氧化硅的含量為1-35wt％，氧化鋁的含量為5-50wt％，SO3的含量為1-10wt％；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的催化劑，其中，所述活性基質中，以ZrO2計的所述酸性活性組分的質量與以SiO2計的所述全硅分子篩的質量比為1：(0.1-1)，優選為1：(0.15-0.5)。
6.權利要
7.根據權利要求6所述的制備方法，其中，所述全硅分子篩的比表面積為400-500m2/g；
8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其中，所述接觸的溫度為20-80℃，優選為25-60℃；時間為1-10h，優選為2-5h；
9.根據權利要求6-8中任意一項所述的制備方法，其中，所述氧化鋁前驅體為擬薄水鋁石和/或三水鋁石，優選為擬薄水鋁石；
10.根據權利要求6-9中任意一項所述的制備方法，其中，所述成型的方式選自擠條成型、造粒成型、滾球成型和噴霧干燥成球中的任意一種，優選為擠條成型；
11.根據權利要求6-10中任意一項所述的制備方法，其中，將活性金屬組分負載在所述活性基質上的方法包括：采用含有活性金屬的可溶性化合物的溶液浸漬所述活性基質，然后進行干燥和焙燒；
12.根據權利要求6-11中任意一項所述的制備方法，其中，所述制備方法還包括：在氫氣存在下，將步驟(4)得到的產物進行還原處理；
13.權利要求1-5中任意一項所述的正異構化催化劑或權利要求6-12中任意一項所述的制備方法制得的正異構化催化劑在C4-C6輕烴異構化反應或正構化反應中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種正異構化催化劑，其特征在于，所述催化劑包括活性基質，以及負載在所述活性基質上的活性金屬組分；
2.根據權利要求1所述的催化劑，其中，所述催化劑中，強酸中心的密度為0.2-0.7μmol/m2；
3.根據權利要求1或2所述的催化劑，其中，以所述催化劑的總質量為基準，所述活性基質的含量為99-99.95wt％，優選為99.5-99.9wt％；以元素計，所述活性金屬組分的含量為0.05-1wt％，優選為0.1-0.5wt％；
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的催化劑，其中，所述活性基質包括鋯元素、硅元素、鋁元素和硫元素，分別以氧化鋯、氧化硅、氧化鋁和so3計，以所述活性基質的總質量為基準，氧化鋯的含量為30-90wt％，氧化硅的含量為1-35wt％，氧化鋁的含量為5-50wt％，so3的含量為1-10wt％；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的催化劑，其中，所述活性基質中，以zro2計的所述酸性活性組分的質量與以sio2計的所述全硅分子篩的質量比為1：(0.1-1)，優選為1：(0.15-0.5)。
6.權利要求1-5中任意一項所述的正異構化催化劑的制備方法，所述制備方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉洪全，于中偉，張永汾，李金芝，鐘鑫鵬，王杰廣，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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