一种烷基化反应用固体酸催化剂及其制备方法和应用_2

文档序号:8535048阅读:来源:国知局
化铵溶液改性的γ-Ai 2O3,铈为助剂,所制备的催化剂用于异丁烷与正 丁烯烷基化反应显著提高了催化剂寿命,而且生成的烷基化油三甲基戊烷(TMP)选择性 好。
[0031] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0032] 本发明烷基化反应用固体酸催化剂及其制备方法通过实施例1-8进行描述:
[0033] 实施例1
[0034] 本实施例烷基化反应用固体酸催化剂以改性氢型β分子筛为主活性组份,以铈 金属为助剂,以改性Y-Al 2O3为载体;所述催化剂中改性氢型β分子筛的质量百分含量 为50%,余量为铈金属和改性Y-Al 2O3,其中铈金属的质量为改性氢型β分子筛和改性 γ_Α1203总质量的0· 5% ;
[0035] 所述改性γ-Al2O3为经氟化铵溶液改性的γ-Al 203,具体制备方法为:在温度为 80°C的条件下,采用浓度为0. 5mol/L的氟化铵溶液对γ -Al2O3处理8h ;所述氟化铵溶液与 γ-Al2O3的质量比为10 : 1 ;
[0036] 所述改性氢型β分子筛为经水蒸气改性和梓檬酸改性的氢型β分子筛,具体制 备方法为:
[0037] 步骤一、水蒸气改性:采用温度为450°C的水蒸气对氢型β分子筛处理lh,得到经 水蒸气改性的氢型β分子筛;所述水蒸气的流量W满足:W = 0. 5m,其中m为氢型β分子 筛的质量,m的单位为g,W的单位为L/h ;所述氢型β分子筛中5102与Al 203的摩尔比为 30 : 1 ;
[0038] 步骤二、柠檬酸改性:在温度为80°C的条件下,采用浓度为0. 5mol/L的柠檬酸溶 液对步骤一中所述经水蒸气改性的氢型β分子筛处理lh,得到改性氢型β分子筛;所述 柠檬酸溶液与经水蒸气改性的氢型β分子筛的质量比为5 : 1。
[0039] 本实施例催化剂的制备方法包括以下步骤:
[0040] 步骤一、将改性γ-Al2O3、改性氢型β分子筛、田菁粉和硝酸溶液进行混捏,混 捏均匀后挤条成型,将挤条成型的成型物先在温度为80°C的条件下干燥12h,再在温度为 450°C的条件下焙烧2h,自然冷却后得到条状成型物;所述田菁粉的质量为改性Y-Al 2O3和 改性氢型β分子筛总质量的2.0%;所述硝酸溶液的质量百分比浓度为3%,所述硝酸溶液 的质量为改性γ-Al 2O3和改性氢型β分子筛总质量的35% ;
[0041] 步骤二、将步骤一中所述条状成型物先用硝酸铈水溶液饱和浸渍12h,再在温度为 80°C的条件下干燥12h,然后在温度为450°C的条件下焙烧2h,自然冷却后得到负载铈金属 的条状成型物;
[0042] 步骤三、在氮气气氛下,将步骤二中所述负载铈金属的条状成型物在温度为450°C 的条件下活化lh,得到烷基化反应用固体酸催化剂。
[0043] 对比例1
[0044] 本对比例烷基化反应用固体酸催化剂与实施例1的不同之处仅在于:所述载体为 未经氟化铵溶液改性处理的γ -Al2O3,所述主活性组分为未经水蒸气和柠檬酸改性的氢型 β分子筛。
[0045] 本对比例烷基化反应用固体酸催化剂的制备方法与实施例1相同。
[0046] 对比例2
[0047] 本对比例烷基化反应用固体酸催化剂与实施例1的不同之处仅在于:所述主活性 组份为经水蒸气改性和梓檬酸改性的EU-I分子筛。
[0048] 本对比例烷基化反应用固体酸催化剂的制备方法与实施例1相同。
[0049] 实施例2
[0050] 本实施例烷基化反应用固体酸催化剂以改性氢型β分子筛为主活性组份,以铈 金属为助剂,以改性Y-Al2O3为载体;所述催化剂中改性氢型β分子筛的质量百分含量 为70%,余量为铈金属和改性Y-Al2O3,其中铈金属的质量为改性氢型β分子筛和改性 γ-Al2O3总质量的7. 0% ;
[0051] 所述改性γ-Al2O3为经氟化铵溶液改性的γ-Al 203,具体制备方法为:在温度为 90°C的条件下,采用浓度为1.0 mol/L的氟化铵溶液对Y-Al2O3处理24h ;所述氟化铵溶液 与γ-Al2O3的质量比为20 : 1 ;
[0052] 所述改性氢型β分子筛为经水蒸气改性和梓檬酸改性的氢型β分子筛,具体制 备方法为:
[0053] 步骤一、水蒸气改性:采用温度为600°C的水蒸气对氢型β分子筛处理lh,得到经 水蒸气改性的氢型β分子筛;所述水蒸气的流量W满足:W = 2. 0m,其中m为氢型β分子 筛的质量,m的单位为g,W的单位为L/h ;所述氢型β分子筛中5102与Al 203的摩尔比为 30 : 1 ;
[0054] 步骤二、柠檬酸改性:在温度为90°C的条件下,采用浓度为3. Omol/L的柠檬酸溶 液对步骤一中所述经水蒸气改性的氢型β分子筛处理lh,得到改性氢型β分子筛;所述 柠檬酸溶液与经水蒸气改性的氢型β分子筛的质量比为8 : 1。
[0055] 本实施例催化剂的制备方法包括以下步骤:
[0056] 步骤一、将改性Y-Al2O3、改性氢型β分子筛、田菁粉和硝酸溶液进行混捏,混捏 均匀后挤条成型,将挤条成型的成型物先在温度为120°C的条件下干燥12h,再在温度为 600°C的条件下焙烧5h,自然冷却后得到条状成型物;所述田菁粉的质量为改性Y-Al 2O3和 改性氢型β分子筛总质量的2.0%;所述硝酸溶液的质量百分比浓度为5%,所述硝酸溶液 的质量为改性γ-Al 2O3和改性氢型β分子筛总质量的60% ;
[0057] 步骤二、将步骤一中所述条状成型物先用硝酸铈水溶液饱和浸渍12h,再在温度为 80°C的条件下干燥48h,然后在温度为550°C的条件下焙烧2h,自然冷却后得到负载铈金属 的条状成型物;
[0058] 步骤三、在氮气气氛下,将步骤二中所述负载铈金属的条状成型物在温度为550°C 的条件下活化3h,得到烷基化反应用固体酸催化剂。
[0059] 实施例3
[0060] 本实施例烷基化反应用固体酸催化剂以改性氢型β分子筛为主活性组份,以铈 金属为助剂,以改性Y-Al2O3为载体;所述催化剂中改性氢型β分子筛的质量百分含量 为50%,余量为铈金属和改性Y-Al2O3,其中铈金属的质量为改性氢型β分子筛和改性 γ-Al2O3总质量的2. 0% ;
[0061] 所述改性γ-Al2O3为经氟化铵溶液改性的γ-Al 203,具体制备方法为:在温度为 80°C的条件下,采用浓度为1.0 mol/L的氟化铵溶液对γ -Al2O3处理8h ;所述氟化铵溶液与 γ-Al2O3的质量比为12 : 1 ;
[0062] 所述改性氢型β分子筛为经水蒸气改性和梓檬酸改性的氢型β分子筛,具体制 备方法为:
[0063] 步骤一、水蒸气改性:采用温度为500°C的水蒸气对氢型β分子筛处理2h,得到经 水蒸气改性的氢型β分子筛;所述水蒸气的流量W满足:W = I. 0m,其中m为氢型β分子 筛的质量,m的单位为g,W的单位为L/h ;所述氢型β分子筛中5102与Al 203的摩尔比为 35 : 1 ;
[0064] 步骤二、柠檬酸改性:在温度为85°C的条件下,采用浓度为2. Omol/L的柠檬酸溶 液对步骤一中所述经水蒸气改性的氢型β分子筛处理2h,得到改性氢型β分子筛;所述 柠檬酸溶液与经水蒸气改性的氢型β分子筛的质量比为6 : 1。
[0065] 本实施例催化剂的制备方法包括以下步骤:
[0066] 步骤一、将改性γ -Al2O3、改性氢型β分子筛、田菁粉和硝酸溶液进行混捏,混 捏均匀后挤条成型,将挤条成型的成型物先在温度为90°C的条件下干燥20h,再在温度为 480°C的条件下焙烧3h,自然冷却后得到条状成型物;所述田菁粉的质量为改性Y-Al 2O3和 改性氢型β分子筛总质量的3.0%;所述硝酸溶液的质量百分比浓度为4%,所述硝酸溶液 的质量为改性γ-Al2O3和改性氢型β分子筛总质量的40% ;
[0067] 步骤二、将步骤一中所述条状成型物先用硝酸铈水溶液饱和浸渍24h,再在温度为 90°C的条件下干燥20h,然后在温度为500°C的条件下焙烧3h,自然冷却后得到负载铈金属 的条状成型物;
[0068] 步骤三、在氮气气氛下,将步骤二中所述负载铈金属的条状成型物在温度为500°C 的条件下活化2h,得到烷基化反应用固体酸催化剂。
[0069] 实施例4
[0070] 本实施例烷基化反应用固体酸催化剂以改性氢型β分子筛为主活性组份,以铈 金属为助剂,以改性Y-Al 2O3为载体;所述催化剂中改性氢型β分子筛的质量百分含量 为55%,余量为铈金属和改性Y-Al 2O3,其中铈金属的质量为改性氢型β分子筛和改性 γ-Al
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