一種正庚烷異構化反應的固體超強酸催化劑及其制備方法技術

本發明專利技術屬于化工催化劑技術領域，具體為一種正庚烷異構化反應的催化劑及其制備方法。本發明專利技術的催化劑是采用氧化物M2O3（M=Fe、Co）改性的Pt/SO42-/ZrO2固體超強酸，該催化劑各組分含量如下：以重量百分比計，M2O3含量為0.5~8%，SO42-含量為0.5~10%，Pt含量為0.05~3%。該催化劑用于正庚烷異構化反應取得良好效果，催化劑活性高，異構化產物選擇性高，而且催化劑的穩定性較好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化工催化劑
，具體涉及。
技術介紹
為了提高汽油品質，人們迫切希望找到能夠生產出高辛烷值、同時又不含芳烴的清潔燃料化學工藝。《-C7+ (碳數為7和7以上的正構烷烴)臨氫異構化是一種具有較大潛力的解決方案。原油中的/?-c7+餾分在催化劑的作用下異構化成支鏈烷烴，加到汽油中可提高汽油的辛烷值。與Z7-C4^7-C6正構烷烴異構化不同，Z7-C7+異構化反應過程中容易發生裂解，異構化產物選擇性較低，尤其在高轉化率時。多種催化劑 可用于正庚烷異構化反應，如載Pt或Pd的SAPO分子篩、沸石、雜多酸、SO42VZrO2和W03/Zr02。其中Pt/S0427Zr02催化劑由于具有很強的酸性，在較低反應溫度下就具有較高的活性，但是異構化產物選擇性較低(Journal of Catalysis, 1993年144卷第 238-253 頁!Applied Catalysis A-General，2005 年 284 卷第 69-75 頁)，原因是該催化劑中 Pt 的金屬性較差(Studies in Surface Science and Catalysis, 1996 年 101 卷第533-542頁)。因此，如何提高這類催化劑的異構化選擇性是該研究領域的難點。本專利通過在Pt/S042_/Zr02催化劑中摻雜少量的Fe2O3和Co2O3,有效提高了正庚烷異構化反應的活性和選擇性，類似的研究尚未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種新的正庚烷異構化催化劑及其制備方法，該催化劑用于正庚烷異構化反應，具有活性高和異構化產物選擇性高的優點。本專利技術提出的正庚烷異構化催化劑，是一種用M2O3氧化物改性的Pt/S042_/Zr02固體超強酸，其組成如下: a)以重量百分比計，M2O3含量為0.5-8% ； b)以重量百分比計，SO/—含量為0.5-10%, Pt含量為0.05-3%。本專利技術中，M2O3氧化物中M可為Fe或Co。即M2O3氧化物可為Fe2O3或Co2O3。本專利技術中，以重量百分比計，M2O3含量的優選范圍為3-5%;以重量百分比計，S042_含量的優選范圍為3-6%，Pt含量的優選范圍為0.5-1%。本專利技術提出的正庚烷異構化催化劑的制備方法，具體步驟如下: (1)首先在恒定pH= 8-10的條件下，用4-8 mo I/L氨水水解Zr和M的混合鹽溶液，得到Zr (OH)4-M(OH)3混合氫氧化物；對上述混合氫氧化物進行過濾，洗滌，80_120°C干燥10-36小時； (2)用等體積浸潰法將所需量的S的鹽溶液浸潰于Zr(OH)4-M(OH)3上，80-120°C干燥10-36小時； (3)在空氣氣氛中600-700°C焙燒2-5小時，即得到S042_/Zr02-M203固體超強酸；(4)然后，用等體積浸潰法將所需量的Pt的鹽溶液浸潰于SO42YZrO2-M2O3上，80_120°C干燥10-36小時，于空氣氣氛中450-600°C焙燒2_5小時，即得所需的催化劑。本專利技術催化劑中使用的原料如下:Zr鹽的原料選自ZrOCl2*8H20或ZrO (NO3) 2*7H20，S 鹽的原料選自(NH4) 2S04, Pt 的原料選自 H2PtCl6*6H20 或[Pt (NH3) 4] (NO3)2,Fe鹽的原料選自Fe (NO3) 3*9H20, Co鹽的原料選自Co (NO3)2^H2O0本專利技術的催化劑由于采用M2O3 (M = Fe、Co)氧化物改性的Pt/S042_/Zr02固體超強酸，用于正庚烷異構化反應，該催化劑在190°C反應溫度、常壓條件下，正庚烷轉化率可達到77.6%，異構化產物的選擇性可達到85.6%。本專利技術所得催化劑的評價條件為:反應前催化劑先在450°C下空氣活化2小時，然后于250°C下氫氣還原2小時，異構化反應在190-205°C下進行，正庚烷的質量空速為0.9IT1, H2//?-C7 摩爾比為 27。【具體實施方式】下面通過實施例對本專利技術作進一步的闡述。實施例1:將 27.800 克 ZrO(NO3)2WH2O 及 1.761 克 Fe (NO3) 3*9H20 溶于 400 mL 水中(相當于3.5%的Fe2O3),攪拌下將上述溶液與6 mol/L氨水同時逐滴加入到200 mL pH =9的氨水溶液中，控制整個滴加過程pH恒定在9。所得沉淀經過濾、洗滌、100°C干燥24小時后，用等體積浸潰法將硫酸銨溶液浸潰于Zr(OH)4-Fe (OH) 3上(S042_含量為4.5%)，IOO0C干燥24小時后，于靜態空氣氣氛中650°C焙燒3小時，即得到SO4VZrO2-Fe2O3固體超強酸。然后，用等體積浸潰法將氯鉬酸溶液浸潰于S0427Zr02-Fe203上(Pt含量為0.5%)，IOO0C干燥24小時后，于流動空氣氣氛中500°C焙燒3小時得所需的催化劑。`實施例2-6:按實施例1的各個步驟和條件制備催化劑，改變的制備條件包括M的種類、摻雜M2O3的含量、浸潰SO廣的含量、焙燒溫度,見表1。表lPt/S042_/Zr02-M203固體超強酸催化劑的制備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種正庚烷異構化反應的催化劑，其特征在于為M2O3氧化物改性的Pt/SO42?/ZrO2固體超強酸，M為Fe或Co，催化劑各組分含量如下：?（a）以重量百分比計，M2O3含量為0.5?8%；?（b）以重量百分比計，SO42?含量為0.5?10%，Pt含量為0.05?3%。

【技術特征摘要】
1.一種正庚烷異構化反應的催化劑，其特征在于為M2O3氧化物改性的Pt/S042_/Zr02固體超強酸，M為Fe或Co，催化劑各組分含量如下: Ca)以重量百分比計，M2O3含量為0.5-8% ； (b)以重量百分比計，SO/—含量為0.5-10%, Pt含量為0.05-3%。2.根據權利要求1所述的正庚烷異構化反應的催化劑，其特征在于，以重量百分比計，M2O3含量為3-5%。3.根據權利要求1所述正庚烷異構化反應的催化劑，其特征在于，以重量百分比計，SO廣含量為3-6%，Pt含量為0.5-1%。4.一種如權利要求1一3之一所述正庚烷異構化反應的催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (1)首先在恒定pH= 8-10的條件下，用4-8 mo I/L氨水水解Zr和M的混合鹽溶液，得到Zr (OH)4-M(OH)3混合氫氧化物；對上述混合氫氧化物進行過濾，洗滌，80_120°...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐欣，謝鵬飛，程彥虎，劉田，楊新玲，李璀燦，華偉明，樂英紅，高滋，劉惠章，
申請(專利權)人：復旦大學，上海索易分子篩有限公司，
類型：發明
國別省市：