近年來,隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷增長,市場對(duì)汽油、柴油以及潤滑油質(zhì)量要求越來越高。為了改進(jìn)油品的質(zhì)量,其中的正構(gòu)烷烴必須盡可能地脫除。對(duì)于汽油,辛烷值是衡量其品質(zhì)的一個(gè)重要的量化指標(biāo),高辛烷值的汽油要比低辛烷值的汽油燃燒效率高,而同碳數(shù)的異構(gòu)烷烴的辛烷值一般大于正構(gòu)烷烴的辛烷值,因此,將正構(gòu)烷烴異構(gòu)化為異構(gòu)烷烴可以提高汽油的辛烷值;對(duì)于柴油,低溫流動(dòng)性能是衡量其品質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一,如果能將正構(gòu)烷選擇性的異構(gòu)化為異構(gòu)烷烴,則可以降低其凝點(diǎn)或者冷濾點(diǎn),從而改善其低溫性能。就潤滑油而言,其質(zhì)量與基礎(chǔ)油性能的好壞有密切關(guān)系,因?yàn)榛A(chǔ)油在潤滑油中的含量通常為70%~99%;基礎(chǔ)油中的長鏈正構(gòu)烷烴(也稱為蠟)傾點(diǎn)和凝點(diǎn)較高,低溫流動(dòng)性差,不能滿足當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的需求;要得到低溫流動(dòng)性好的潤滑油,就必須把基礎(chǔ)油中的蠟除去。
目前工業(yè)上脫除油品中正構(gòu)烷烴的工藝主要有溶劑脫蠟、催化脫蠟和異構(gòu)脫蠟。與前兩種工藝相比,異構(gòu)脫蠟工藝是使蠟分子發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng),從而使蠟轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐虢M分,該工藝具有產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。將正構(gòu)烷烴選擇性的異構(gòu)化為側(cè)鏈少的短鏈異構(gòu)烷烴可以有效的提高柴油、潤滑油的低溫流動(dòng)性。以具有ZSM-48分子篩為載體的催化劑,在長鏈正構(gòu)烷烴臨氫異構(gòu)化反應(yīng)中顯示出優(yōu)異的性能,近年來備受關(guān)注。
ZSM-48分子篩是一類一維十元環(huán)直通孔道的骨架結(jié)構(gòu)為*MRE型無序結(jié)構(gòu)的分子篩,其理想孔道直徑為0.53
nm*0.56 nm。基于ZSM-48分子篩的催化劑在長鏈正構(gòu)烷烴臨氫異構(gòu)化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。近年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,ZSM-48分子篩的市場需求量逐漸增大。ZSM-48分子篩作為催化劑實(shí)際工業(yè)應(yīng)用時(shí),往往需要制成特定形狀和尺寸的顆粒成品。成品制備工過程包括分子篩粉體的合成和催化劑顆粒的加工成型。
總的來說,一個(gè)完整的異構(gòu)化催化劑需要分子篩的合成和活性金屬組分的負(fù)載兩部分。ZSM-48分子篩粉體的合成工業(yè)上采用水熱合成法,該方法以水為溶劑,物料按一定的配比混合制得溶膠,溶膠在80~200 °C之間和水的自生壓力下進(jìn)行晶化,晶化結(jié)束后,產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌及干燥得到分子篩粉體?;钚越饘俳M分的負(fù)載需要先將分子篩成型,具體地需要將分子篩粉體與粘結(jié)劑、增塑劑、助擠劑、造孔劑等添加劑混合得到塑性體,然后經(jīng)過捏合成型、養(yǎng)生、干燥及焙燒得到成品;然后將一定量的活性金屬組分溶液與分子篩顆粒混合、浸漬,***終制得活性金屬組分/分子篩催化劑。US5882505、CN1792451、1788844、101245260等專利文獻(xiàn)都詳細(xì)描述了以分子篩為載體的烷烴異構(gòu)化催化劑的制備方法。以上方法先制備分子篩粉體,再成型、干燥焙燒,再浸漬負(fù)載金屬活性組分制得催化劑成品,工藝流程長,過程復(fù)雜。另外,分子篩水熱晶化過程在高壓下進(jìn)行,存在安全隱患;粉體的過濾洗滌過程產(chǎn)生大量廢水,造成環(huán)境污染;催化劑成型需要加入粘結(jié)劑等添加劑,由于添加劑的引入,分子篩催化劑成品中分子篩的含量一般在60~80%,無法達(dá)到100%,影響分子篩性能發(fā)揮。