本發(fā)明屬于催化劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種烴類骨架異構(gòu)催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來，烴類骨架異構(gòu)化技術(shù)引起了人們的廣泛重視。利用烴類骨架異構(gòu)化技術(shù)將正構(gòu)烴類轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烴類是生產(chǎn)高辛烷值汽油、低凝點(diǎn)柴油以及低溫流動(dòng)性良好的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的有效策略，該技術(shù)的發(fā)展核心在于高性能催化劑的開發(fā)。

2、烴類骨架異構(gòu)催化劑通常是由具有加氫/脫氫功能的活性金屬組分和具有烴類骨架異構(gòu)活性的酸性分子篩載體組成。目前，在制備烴類骨架異構(gòu)催化劑時(shí)，采用常規(guī)浸漬法將活性金屬組分引入分子篩載體中，存在活性金屬顆粒尺寸大、分散不均勻、負(fù)載量大等缺陷，導(dǎo)致其烴類異構(gòu)化性能較差。此外，分子篩載體作為烴類異構(gòu)化催化劑的另一重要組成部分，其性質(zhì)對(duì)催化劑的性能同樣有著重要影響，常規(guī)分子篩中的孔結(jié)構(gòu)以微孔為主，微孔結(jié)構(gòu)嚴(yán)重限制了異構(gòu)中間體在催化劑內(nèi)部的擴(kuò)散，這極大地增加了裂化副反應(yīng)的可能性。

3、因此，如何調(diào)變烴類骨架異構(gòu)催化劑的金屬分散度和分子篩的孔道結(jié)構(gòu)，開發(fā)具有高分散活性金屬和豐富介孔結(jié)構(gòu)的烴類骨架異構(gòu)催化劑已成為烴類異構(gòu)化領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種烴類異構(gòu)催化劑的制備方法，該方法可制得烴類骨架異構(gòu)化反應(yīng)中活性和異構(gòu)體選擇性均較高的催化劑的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明還提供一種烴類異構(gòu)催化劑，該催化劑具有烴類骨架異構(gòu)化反應(yīng)中活性和異構(gòu)體選擇性較高。

3、本發(fā)明還提供一種異構(gòu)化方法，該方法具有活性和異構(gòu)體選擇性均較高的特點(diǎn)。

4、本發(fā)明提供一種烴類異構(gòu)化催化劑的制備方法，其中，包括以下步驟：

5、1)使活性金屬源溶液與介孔二氧化硅或陰離子聚合物接觸，得到金屬源；

6、2)將所述金屬源與sapo-11合成體系混合，對(duì)得到的混合體系依次進(jìn)行晶化處理、干燥處理和焙燒處理，得到所述催化劑；

7、所述sapo-11合成體系包括去離子水、磷源、鋁源、硅源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。

8、如上所述的制備方法，其中，使活性金屬源溶液與介孔二氧化硅接觸的過程具體包括：將所述活性金屬源溶液滴入所述介孔二氧化硅中并進(jìn)行攪拌混合處理，在80-120℃干燥6-36h，在400-600℃焙燒0.5-4h，得到所述金屬源。

9、如上所述的制備方法，其中，所述介孔二氧化硅為sba-15、mcm-41和fdu-12中的至少一種。

10、如上所述的制備方法，其中，活性金屬源溶液與介孔二氧化硅接觸得到金屬源時(shí)，所述混合體系中去離子水、鋁源、磷源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、硅源、金屬源的質(zhì)量之比為(20-80):(5-15):(5-20):(5-10):(2-10):(0.5-5)。

11、如上所述的制備方法，其中，使活性金屬源溶液與陰離子聚合物接觸的過程具體包括：將所述陰離子聚合物加入所述活性金屬元素源溶液中，進(jìn)行攪拌混合處理，得到所述金屬源。

12、如上所述的制備方法，其中，陰離子聚合物為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉和聚丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸中的至少一種。

13、如上所述的制備方法，其中，活性金屬源溶液與陰離子聚合物接觸得到金屬源時(shí)，所述混合體系中去離子水、鋁源、磷源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、硅源、金屬源的質(zhì)量之比為(20-80):(5-15):(5-20):(5-10):(2-10):(5-15)。

14、如上所述的制備方法，其中，所述活性金屬源溶液包括活性金屬鹽和溶劑，所述活性金屬鹽包括硝酸鎳、乙酸鎳、氯化鎳、二氯四氨合鉑、硝酸四氨合鈀中的至少一種；

15、活性金屬源溶液與介孔二氧化硅接觸時(shí)，所述溶劑選自乙醇、乙二醇和甘油中的任一種；活性金屬鹽、介孔二氧化硅、溶劑的質(zhì)量比為(0.1-3):(1-5):(1-20)；所述攪拌混合處理的處理溫度為50-70℃，處理時(shí)間為6-36h；

16、活性金屬源溶液與陰離子聚合物接觸時(shí)，所述溶劑為去離子水；活性金屬鹽、陰離子聚合物、溶劑的質(zhì)量比為(0.1-3):(0.1-0.5):(1-20)；所述攪拌混合處理的處理溫度為20-40℃，處理時(shí)間為6-36h；

17、和/或，鋁源包括擬薄水鋁石、異丙醇鋁、三氯化鋁、氧化鋁、硫酸鋁和硝酸鋁中的至少一種；

18、和/或，磷源包括磷酸、磷酸銨和磷酸氫銨中的至少一種；

19、和/或，結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑包括二正丙胺、二異丙胺和乙二胺中的至少一種；

20、和/或，所述晶化處理的溫度為160-200℃，時(shí)間為18-36h；

21、和/或，所述干燥處理的處理溫度為80-150℃、處理時(shí)間為6-12h；

22、和/或，所述焙燒處理的處理溫度為550-700℃，時(shí)間為4-8h；

23、和/或，活性金屬源溶液與介孔二氧化硅接觸得到金屬源時(shí)，還包括對(duì)所述混合體系在晶化處理前進(jìn)行老化處理，所述老化處理的處理溫度為10-50℃，處理時(shí)間為5-8h。

24、本發(fā)明還提供一種烴類異構(gòu)化催化劑，其中，通過上述任一種烴類異構(gòu)催化劑的制備方法制備得到。

25、本發(fā)明還提供一種異構(gòu)化方法，其中，采用上述烴類異構(gòu)化催化劑對(duì)包括正構(gòu)烴類化合物的原料體系進(jìn)行催化處理。

26、本發(fā)明提供的烴類異構(gòu)催化劑的制備方法具有可制得烴類骨架異構(gòu)化反應(yīng)中活性和異構(gòu)體選擇性均較高的催化劑的特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種烴類異構(gòu)化催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，使活性金屬源溶液與介孔二氧化硅接觸的過程具體包括：將所述活性金屬源溶液滴入所述介孔二氧化硅中并進(jìn)行攪拌混合處理，在80-120℃干燥6-36h，在400-600℃焙燒0.5-4h，得到所述金屬源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述介孔二氧化硅為sba-15、mcm-41和fdu-12中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，活性金屬源溶液與介孔二氧化硅接觸得到金屬源時(shí)，所述混合體系中去離子水、鋁源、磷源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、硅源、金屬源的質(zhì)量之比為(20-80):(5-15):(5-20):(5-10):(2-10):(0.5-5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，使活性金屬源溶液與陰離子聚合物接觸的過程具體包括：將所述陰離子聚合物加入所述活性金屬元素源溶液中，進(jìn)行攪拌混合處理，得到所述金屬源。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，陰離子聚合物為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉和聚丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，活性金屬源溶液與陰離子聚合物接觸得到金屬源時(shí)，所述混合體系中去離子水、鋁源、磷源、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑、硅源、金屬源的質(zhì)量之比為(20-80):(5-15):(5-20):(5-10):(2-10):(5-15)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的制備方法，其特征在于，所述活性金屬源溶液包括活性金屬鹽和溶劑，所述活性金屬鹽包括硝酸鎳、乙酸鎳、氯化鎳、二氯四氨合鉑、硝酸四氨合鈀中的至少一種；

9.一種烴類異構(gòu)化催化劑，其特征在于，通過權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。

10.一種異構(gòu)化方法，其特征在于，采用權(quán)利要求9所述的烴類異構(gòu)化催化劑對(duì)包括正構(gòu)烴類化合物的原料體系進(jìn)行催化處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于催化劑制備領(lǐng)域，涉及新型烴類異構(gòu)化催化劑的制備方法與應(yīng)用。首先制備金屬前驅(qū)體，其可通過將金屬物種負(fù)載于介孔二氧化硅孔道內(nèi)制得或?qū)⒔饘傥锓N與陰離子聚合物相互作用制得；隨后將上述前驅(qū)體加入到含有磷源、鋁源、硅源和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的SAPO?11合成體系中，進(jìn)行水熱或干膠水蒸汽輔助晶化；最后對(duì)晶化后的產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、干燥和焙燒后得到金屬物種高分散的多級(jí)孔SAPO?11基金屬催化劑。本發(fā)明提供的方法成功實(shí)現(xiàn)了金屬物種分散度與SAPO?11孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)的同時(shí)調(diào)變，有效提高了催化劑在烴類骨架異構(gòu)化反應(yīng)中的活性和異構(gòu)體選擇性，可用于改善汽油的辛烷值、柴油的凝點(diǎn)、潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的粘溫性能以及生物航煤的冰點(diǎn)等方面。

技術(shù)研發(fā)人員：范煜,石岡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油大學(xué)（北京）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6