本发明专利技术涉及一种C6～C8烷烃芳构化催化剂及其制备方法。该催化剂由含量0.01～5.0wt%的第Ⅷ族元素和具有规则圆盘状形貌的含Fe的LTL沸石组成。所说的含Fe的LTL沸石是指通过添加醇类助剂制得的Fe部分同晶取代Al的LTL沸石，醇类助剂可以是甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、甘油、丁醇等醇中的一种或多种。该沸石中Fe含量为0.75～6.1wt%，具有规则的圆盘状形貌。这种催化剂用于C6～C8烷烃芳构化反应时，具有较好的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种C6～C8烷烃芳构化催化剂及其制备方法。该催化剂由含量0.01～5.0wt%的第Ⅷ族元素和具有规则圆盘状形貌的含Fe的LTL沸石组成。所说的含Fe的LTL沸石是指通过添加醇类助剂制得的Fe部分同晶取代Al的LTL沸石，醇类助剂可以是甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、甘油、丁醇等醇中的一种或多种。该沸石中Fe含量为0.75～6.1wt%，具有规则的圆盘状形貌。这种催化剂用于C6～C8烷烃芳构化反应时，具有较好的稳定性。【专利说明】用于C6?C8正构烷烃芳构化的催化剂及其制备和应用
本专利技术涉及一种C6?C8烷烃芳构化催化剂。 本专利技术涉及上述催化剂的制备方法。 本专利技术还涉及上述催化剂的应用。
技术介绍
轻质芳烃是重要的有机化工原料，其衍生物被广泛应用于化纤、塑料和橡胶等化 工产品的生产当中，同时也是高辛烷值汽油的重要组分。石脑油重整过程是生产芳烃的主 要途径之一，是一个以C6?C12的石脑油馏分为原料，在催化剂作用下使烷烃和环烷烃转 化为芳烃或异构烷烃，同时副产氢气的过程，其中涉及到烷烃的芳构化、异构化、脱氢环化、 氢解等反应。20世纪40年代后期，第一套工业重整装置投产，使用的是负载型单Pt催化 齐U。此后，研究者们又向重整催化剂中引入第二组元，如Re、Sn、Ge、Ir等，形成了双金属 或多金属催化剂。但这些传统的双功能催化剂的转化率受制于原料的芳潜值。上世纪70 年代，Bernard报道了含Pt的L沸石催化剂对直链烷烃，尤其是C6?C8正构烷烃的芳构 化反应具有优异的催化活性和芳经选择性（Proc. 5th Int.Conf. on Zeolites, Wiley, New York，1980,68)之后，这种单功能催化剂引起了各国科研工作者的广泛研究兴趣。 L沸石是一种具有一维十二元环孔道的人工合成沸石，其基本结构单元是钙霞石 笼，属六方晶系。14弗石的典型化学组成是1( 9*21!120，具有良好的热稳定 性和水热稳定性。使用含Pt的L沸石催化剂将C6?C8范围内的轻质烷烃转化为相对应 的芳烃的技术是Elf公司在20世纪70年代后期首次开发的。但这类单功能催化剂的缺点 是稳定性较差，限制了其工业化应用。为了提高催化剂稳定性，研究者们进行了大量的研究 工作，其中较常见的方法是向催化剂中掺杂活性助剂。US5461016报道了一种向Pt/KL催 化剂中添加适量非贵金属例如Ni以提高催化剂性能的方法，当Ni以小颗粒状态存在于分 子筛孔道中时，不仅可以提高催化剂的活性和选择性，即使在原料含微量硫的情况下催化 剂仍可保持较好的稳定性。而US5464800则提出添加适量的其它贵金属例如Pd，有助于提 高Pt粒子的分散度，并且当Pd粒子和Pt粒子共同分散在分子筛孔道表面时可以有效提高 催化剂的活性和稳定性。US6096675通过离子交换、浸渍、化学沉积等方法将La、Ce等稀土 元素掺入Pt/KL催化剂中从而获得了在芳构化反应中抗硫性能更好的催化剂。US4721695 的结果表明，添加 Ba等碱土金属元素的Pt/KL催化剂在C6、C7芳构化反应中不但反应性 能优异，稳定性也有所提高。CN1284113报道了一种含有少量Bi的Pt/KL催化剂，该催化剂 用于C7、C8芳构化反应时可减少脱烷基化反应的发生，在获得较高芳烃和氢收率的同时也 具有很好的稳定性。Tetsuya等人发现经过F处理的Pt/FKL催化剂不但具有较高的反应活 性和苯选择性，与普通Pt/KL催化剂相比寿命也大大延长，据报道此项技术已实现了商业 化应用（Catal Surv Asia(2010) 14:96 - 102)。 由于杂原子的半径、电荷和配位环境的不同有可能改变分子筛的结构和性质，当 具有特殊性能的杂原子进入分子筛骨架后可对分子筛的酸碱性、稳定性、吸附性能和催 化性能产生影响，因此合成杂原子掺杂的分子筛成为一种硅铝分子筛改性的重要手段。 CN101746774A报道了一种水热法合成含Sn的L分子筛的方法，用该分子筛负载Pt制得 的催化剂在用于正己烷芳构化反应时不仅具有较高的反应活性和苯选择性，而且稳定性良 好。Joshi等人用水热法合成了含Fe的LTL沸石，XRD、化学吸附、骨架红外等表征结果显 示，掺杂Fe后L沸石晶胞体积增加，酸性减弱，并且随着掺杂量的增加这种趋势变得更加 明显（J. Phys. Chem(1993)97:9749-9753)，以这种分子筛为载体制备的催化剂应用于正己 烷芳构化反应时具有较高的活性和苯选择性。但是实验结果表明，杂原子的引入会影响分 子筛的结晶状态和形貌，而Treacy等认为，只有当分子筛载体的形状和尺寸在一个合适的 范围内时，Pt粒子才能尽量多地分布在分子筛孔道内而又不至于堵塞孔道而使催化剂失活 (Microporous and Mesoporous Materials (1999) 28271 - 292)。本专利技术提供了一种以具有 规则圆盘状形貌的含Fe的LTL沸石为载体的催化剂的制备方法，该催化剂用于C6?C8烷 烃芳构化反应时具有较好的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于C6?C8烷烃芳构化反应的催化剂及其制备方 法。 为实现上述目的，本专利技术提供一种用于C6?C8烷烃芳构化反应的催化剂，该催化 剂由第W族元素和具有规则圆盘状形貌的含Fe的LTL沸石组成。 其中含Fe的LTL沸石的制备方法是： a.将无机碱、铝源和水混合制成溶液A，与硅源B混合得到硅铝初始胶体； b.将步骤a得到的胶体剧烈搅拌均匀后加入铁源溶液继续强力搅拌至均匀， 之后加入醇助剂，其摩尔组成为：(K20+Na02):Al20 3:Fe203:Si02:H20:R=2?20:0.6? 0.99:0.01?0.4:7?40:100?600:1?60，其中（六1 203+卩6203)=1，1?为醇助剂。优选组成 为：（K 20+Na20) : A1203: Fe203: Si02: H20: R=5 ?15: 0· 75 ?0· 97: 0· 03 ?0· 25:10 ?35:200 ? 540 : 2 ?55,其中（Al203+Fe203)=l，R 为醇助剂； C.将步骤b的混合物在水热条件下进行晶化，晶化温度为140?200° C，晶化时 间为20?300h。优选温度为145?190° C，晶化时间为40?160h ; d.将步骤c的产物过滤洗涤至pH〈10后在120° C干燥，即可得到含Fe的LTL分 子筛。 所述硅源为气相白炭黑、硅溶胶、水玻璃、固体硅胶或无定型二氧化硅，优选硅溶 胶； 所述铝源为铝酸钠、铝酸钾、三氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、氢氧化铝或拟薄水铝石， 优选铝酸钾； 所述铁源为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、醋酸铁、硫酸铁铵或柠檬酸铁铵，优选硝酸 铁。 醇类助剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、甘油、丁醇等醇中的一种或多种，优 选乙醇。 所述含Fe的LTL分子筛中Fe含量为0. 75?6. lwt%，具有规则的圆盘状形貌，直 径为〇· 2?4 μ m，厚度为0· 1?1. 5 μ m。本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于C6～C8正构烷烃芳构化的催化剂，由第Ⅷ族元素和具有规则圆盘状形貌的含Fe的LTL分子筛组成，其中含Fe的LTL沸石是指Fe部分同晶取代Al的LTL沸石；制备该催化剂的方法如下：a.将硅源、铝源、铁源及醇助剂混合均匀制成溶胶后通过水热晶化法制备圆盘状形貌的含Fe的LTL沸石；b.沸石载体负载第Ⅷ族元素；c.负载后的催化剂在350°C焙烧5h后经过还原处理使负载金属以单质形式存在，催化剂中所述第Ⅷ族元素的含量为0.1～5.0wt%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田志坚，宋婕，马怀军，刘千河，王从新，曲炜，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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