一种烷基化催化剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种烷基化催化剂及其制备方法 (Alkylation catalyst and preparation method thereof ) 是由 陈开生 江含治 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种烷基化催化剂及其制备方法,涉及燃油添加剂技术领域,本发明烷基化催化剂,按百分比计,包括改性二氧化硅作骨料85％、路易斯酸10％、质子酸5％和制孔剂1％；路易斯酸具体为三氯化铝(AICI-(3))或三氟化钇(C-(3)H-(2)F-(9)O-(10)S-(3)Yb)或三氟化镝(DyF-(3))或氯化锌(ZnCI-(2)),质子酸包括浓硫酸(H-(2)SO-(4))或磷酸(H-(3)PO-(4)),制孔剂具体为甲醇(CH-(3)OH),制孔剂按改性二氧化硅加路易斯酸加质子酸总量的1％配制。本发明烷基化催化剂具有良好的抗氧化性、抗爆性、节油效果好,减少了汽车尾气中的有害气体排放,对保护环境和节约能源极为有利,具有良好的经济效益和社会效益。(The invention discloses an alkylation catalyst and a preparation method thereof, relating to the technical field of fuel additives, wherein the alkylation catalyst comprises 85% of modified silicon dioxide as aggregate, 10% of Lewis acid, 5% of protonic acid and 1% of pore-forming agent according to percentage; louis bookThe silicic acid is specifically aluminum trichloride (AICI) 3 ) Or yttrium trifluoride (C) 3 H 2 F 9 O 10 S 3 Yb) or dysprosium trifluoride (DyF) 3 ) Or zinc chloride (ZnCI) 2 ) The protonic acid comprises concentrated sulfuric acid (H) 2 SO 4 ) Or phosphoric acid (H) 3 PO 4 ) The pore-forming agent is methanol (CH) 3 OH), the pore-forming agent is prepared according to 1 percent of the total amount of the modified silicon dioxide, the Lewis acid and the protonic acid. The alkylation catalyst has good oxidation resistance, antiknock property and fuel-saving effect, reduces the emission of harmful gases in automobile exhaust, is extremely favorable for protecting environment and saving energy, and has good economic benefit and social benefit.)
技术领域
本发明涉及燃油添加剂技术领域，特别涉及一种烷基化催化剂及其制备方法。
背景技术
发动机长时间运转后会产生积碳，堆积在进气阀上的沉积物，会造成进气通道截面积减少，进气效率降低，功率下降，严重时会使阀门动作迟缓，关闭不严，喷油嘴积碳，会使喷油不畅，燃油雾化质量下降，导致燃油进入燃烧室后，难以完全燃烧，造成发动机启动困难，怠速不稳，以及油耗加大，尾气排放恶化，特别在冬天，这些状况更加明显，因此需要对这一状况进行改善；
传统的甲醇制烃的生产工艺流程长、收率低、生产过程会产生大量工业废水，并且目前对于燃油添加剂的制备产品收率不高，生产安全性有待加强，催化剂的使用寿命有待提高；为此，我们提出一种烷基化催化剂及其制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种烷基化催化剂及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种烷基化催化剂，按百分比计，包括改性二氧化硅作骨料85％、路易斯酸10％、质子酸5％和制孔剂1％。
优选地，所述路易斯酸具体为三氯化铝(AICI3)或三氟化钇(C3H2F9O10S3Yb)或三氟化镝(DyF3)或氯化锌(ZnCI2)，所述质子酸包括浓硫酸(H2SO4)或磷酸(H3PO4)，所述制孔剂具体为甲醇(CH3OH)。
优选地，所述制孔剂按改性二氧化硅加路易斯酸加质子酸总量的1％配制。
一种烷基化催化剂的制备方法，包括如下步骤：
Step1：首先依据甲醇总量加入定量扩链剂进行预处理；
Step2：经扩链后的原料进入1#固定床催化塔，加温至70℃-85℃产生烃类化合物；
Step3：通过“烷基化催化剂”进行二次烷基化反应，使甲醇增加碳链，提升燃料热值；
Step4：将改性二氧化硅、路易斯酸、质子酸和制孔剂进行混合，闷闭6h后造粒；
Step5：上述颗粒在经过400℃～600℃(控温)烘烤4h(为活化时间)即可。
优选地，所述“烷基化催化剂”有脱醇分子起到醚化、促进脱水作用，使烯烃、醛和酮等C-烷基化。
优选地，所述路易斯酸只提供少量质子，即使反应顺利进行。
优选地，所述路易斯酸先与卤烷生成分子络合物离子对，离子络合物或烷基离子，然后这些亲电质子再与芳环生成a-络合物，最后a-络合物脱质子而芳环上引入烷基。
本发明具有如下有益效果：
本发明方法制备的烷基化催化剂具备以下优势:
1、缩短了工艺路线，降低固定资产投资；
2、无需传统脱氧工艺，解决了生产过程产生大量工业废水的难题；
3、产品收率可达94％左右；
4、低温、常压生产-提高了生产安全性；
5、催化剂使用寿命长-降低生产成本。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将对本实用发明例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种烷基化催化剂，按百分比计，包括改性二氧化硅作骨料85％、路易斯酸10％、质子酸5％和制孔剂1％。
其中，路易斯酸具体为三氯化铝(AICI3)或三氟化钇(C3H2F9O10S3Yb)或三氟化镝(DyF3)或氯化锌(ZnCI2)，质子酸包括浓硫酸(H2SO4)或磷酸(H3PO4)，制孔剂具体为甲醇(CH3OH)。
其中，制孔剂按改性二氧化硅加路易斯酸加质子酸总量的1％配制。
一种烷基化催化剂的制备方法，包括如下步骤：
Step1：首先依据甲醇总量加入定量扩链剂进行预处理；
Step2：经扩链后的原料进入1#固定床催化塔，加温至70℃-85℃产生烃类化合物；
Step3：通过“烷基化催化剂”进行二次烷基化反应，使甲醇增加碳链，提升燃料热值；
Step4：将改性二氧化硅、路易斯酸、质子酸和制孔剂进行混合，闷闭6h后造粒；
Step5：上述颗粒在经过400℃～600℃(控温)烘烤4h(为活化时间)即可。
其中，“烷基化催化剂”有脱醇分子起到醚化、促进脱水作用，使烯烃、醛和酮等C-烷基化；路易斯酸只提供少量质子，即使反应顺利进行；路易斯酸先与卤烷生成分子络合物离子对，离子络合物或烷基离子，然后这些亲电质子再与芳环生成a-络合物，最后a-络合物脱质子而芳环上引入烷基。
本发明特点在于根据甲醇的理化性质，结合催化、烷基化、聚合等反应，把甲醇转化为C2-C5的组分，形成了多元醇、二甲醚和水的混合物，进一步脱水为轻质烯烃，再经聚合、环化，形成各种石蜡烃、芳烃、环烷烃；解决传统甲醇制烃的生产工艺流程长、收率低、生产过程产生大量工业废水的难题。
实施例2
针对于本发明方法制备的烷基化催化剂的使用效果检测，选用本发明方法制备的烷基化催化剂，优选的，按百分比计，包括改性二氧化硅作骨料85％、路易斯酸10％、质子酸5％和制孔剂1％，路易斯酸具体为三氯化铝(AICI3)或三氟化钇(C3H2F9O10S3Yb)或三氟化镝(DyF3)或氯化锌(ZnCI2)，质子酸包括浓硫酸(H2SO4)或磷酸(H3PO4)，制孔剂具体为甲醇(CH3OH)，制孔剂按改性二氧化硅加路易斯酸加质子酸总量的1％配制；
另选取4组市售催化剂做使用检测对比，随机设立A、B、C、D和E五个对照组，其中A、B、C和D为市售组，E组为本发明方法制备的烷基化催化剂，检测标准为在相同工况下各催化剂使用的烷基化效率(％)和积碳速率(10-3mg/min)，测试情况如下表所示。
表一为5组催化剂的使用检测对比情况：
组别
A
B
C
D
E
烷基化效率
94.6
93.9
96.1
96.7
99.4
积碳速率
6.25
4.57
6.34
5.53
3.41
由表一可知，本发明方法制备的烷基化催化剂较市售催化剂在烷基化效率上更具优势，并且积碳效率低，适合设备的长期使用，稳定性较强，推广价值相应提高。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。