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加氢异构催化剂的固相合成方法及其应用

加氢异构催化剂的背景与需求

润滑油作为一种应用广泛的化学产品,其低温流动性直接影响油品的性能。长链正构烷烃因低温流动性较差,需要通过加氢异构反应转化为带支链的烷烃,以降低基础油的倾点并提高黏度指数和收率。这种方法相较于溶剂精制及催化脱蜡工艺具有显著优势,因此成为石油炼制领域的热点。

此外,通过费托合成法得到的长链正构烷烃因其环境友好性,作为石油替代燃油或润滑油时备受关注。然而,该类产品中蜡含量较高,影响使用效果,因此需要将高碳数的正构烷烃通过异构脱蜡转化为低倾点、低温流动性好的异构烃。在这一过程中,催化剂是整个加氢异构反应的核心。


加氢异构催化剂的特点与组成

正构烷烃的加氢异构化反应主要在“金属--酸”双功能催化剂上完成。催化剂载体的酸性位点提供异构功能,而金属位则提供加氢/脱氢功能。Pt/Pd等贵金属因其优异的加氢/脱氢性能,常被选作催化剂的金属中心。

一维孔道的十元环分子筛SAPO-11或ZSM-22因其较小的孔尺寸和优异的择形选择性,可作为催化剂的载体和酸性中心。例如,中国专利CN103316710A以硅铝分子筛ZSM-22为载体,制备了临氢异构化催化剂用于F-T柴油加氢异构化,获得了高达85.1:14.9的烷烃异构/正构比。


现有合成方法的局限性

传统加氢异构催化剂的合成方法多在水热条件下进行,即以水作为溶剂来合成所需的分子筛。这种方法不仅会产生大量废水,导致环境污染,还因合成凝胶中水的存在降低了分子筛的产率,增加了生产成本。

因此,开发一种不使用水或其他溶剂的固相合成方法,不仅能够解决废水问题,还能提高分子筛的产率,具有重要的应用价值。


固相合成方法的具体步骤

固相合成方法主要包括以下步骤:

  1. 混合与晶化:将固相的硅源、铝源、模板剂与晶种混合,通过研磨、球磨或粉碎机处理,使原料均匀混合。随后在160~220℃下晶化24~72小时,过滤、洗涤后焙烧去除模板剂,制得SAPO-11分子筛。
  2. 负载贵金属:通过浸渍法将贵金属(如氯铂酸、硝酸铂等)负载到SAPO-11分子筛上,干燥后在350~600℃下焙烧,制得加氢异构催化剂。

该方法的核心在于选择优化的原料配比和反应条件。例如,硅源与铝源的摩尔比为0.01~0.5:1,模板剂与铝源的摩尔比为0.2~0.9:1,优选范围为0.14~0.16:1和0.4~0.6:1。


催化剂的反应条件与性能

加氢异构反应的反应温度范围为300~600℃,气压为1~6MPa,质量空速为0.5~4h-1,氢烃体积比为200~800:1。优选条件下,反应温度为350~400℃,气压为2~4MPa,质量空速为1~2h-1

实验结果表明,采用固相合成方法制备的催化剂在加氢异构反应中表现出优异的性能,异构化产品的选择性和收率显著提高。


环保与经济效益

固相合成方法是一种绿色高原子利用率的合成方法,不仅避免了废水的产生,还提高了分子筛的产率。该方法过程简单、成本低、效率高,在石油炼制和润滑油生产领域具有广泛的应用前景。


公司服务与设备介绍

公司自有中试车间位于安徽池州和铜陵,拥有3000L、2000L、1000L、500L多功能反应釜多套,配备了自行研发装配的管道反应器,以及冷冻、板框、离心机、烘干等后处理设备,具备多功能反应中试条件。

我们还擅长多种反应类型,包括超低温、高温、高压、硝化、氧化和连续精馏,数量级别为百公斤至数十吨。诚邀江浙沪研发公司合作或委托加工生产,欢迎技术人才前来中试或研发微通道工艺!


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