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轻质烷烃异构化是生产高辛烷值清洁汽油调和组分的重要手段之一,Pt/SO42-/ZrO2具有无腐蚀性以及高的低温异构化活性等优点,不失为一种良好的低温异构化催化剂,具有较好的应用前景,催化剂的成型是影响其走向工业应用的重要因素。因此,开展Pt/SO42-/ZrO2的成型研究具有重要的现实意义。 本文采用挤条成型法制备了Pt/SO42-/ZrO2(PSZ)型催化剂,以正己烷异构化为模型反应,首先考察了黏结剂种类对PSZ催化剂异构化性能和机械强度的影响,筛选出合适的黏结剂,在此基础上研究了黏结剂引入方式、黏结剂含量以及催化剂后处理对PSZ异构化性能和机械强度的影响,确定了催化剂较为合适的成型条件。 实验结果表明:采用Zr(OH)4先硫酸化后添加黏结剂挤条成型的方法制备催化剂,拟薄水铝石为黏结剂制备的Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3[PSZA(a)]较硅溶胶和铝溶胶为黏结剂制备的催化剂具有更高的异构化活性和机械强度。Al2O3含量从5wt%提高到30wt%,PSZA(a)上的正己烷转化率由85%急剧下降到43%。而对于Zr(OH)4先与拟薄水铝石混合后硫酸化—挤条成型制备的Pt/SO42/ZrO2-Al2O3[PSZA(b)]催化剂,增加Al2O3的含量至30 wt%,正己烷转化率没有显著变化,而具有高辛烷值的两甲基丁烷收率由28%急剧下降到20%。对不同Al2O3含量的两种催化剂[PSZA(a)和PSZA(b)]经过溶剂S处理,正己烷转化率和两甲基丁烷收率均有显著提高,但后者的异构化性能更好。含氧化铝30wt%的PSZA(b)-30经过溶剂S处理两次,催化活性达到最高,正己烷转化率可达90%,两甲基丁烷收率高达32%。另外,提高PSZA(b)-30的焙烧温度至700℃,催化剂的异构化活性也可得到显著提高,正己烷转化率达到88%,两甲基丁烷收率达到30%。 无论采用哪种方式引入拟薄水铝石,提高黏结剂含量均有利于增加催化剂的机械强度和硫含量,但是劣化了催化剂的异构化性能。通过溶剂S处理和提高焙烧温度消除了催化剂上的部分硫物种,催化剂活性得到显著改善,适中的硫含量是催化剂维持高活性的必要条件。通过以上两种处理方法可以制备出一种具有高异构化活性和高机械强度的催化剂。