着眼于发展具有自主知识产权的C5、C6低温异构化技术,详细研究复合固体超强酸催化剂酸强度分布、表面L/B 酸位比例、脱氢和加氢性能的调变规律;研究复合固体超强酸酸强度分布、表面L/B酸的比例、脱氢和加氢性能与烷烃异构化反应过程中抗积碳、抗水、抗硫性能的关系。为制备出对烷烃异构化在相对低的温度下,具有高活性和高稳定性的固体超强酸型烷烃异构化催化剂提供坚实的理论基础。
本项目发展了一种制备Al2O3、Ga2O3促进WOx/ZrO2固体超强酸烷烃异构化催化剂的新方法。综合运用多种表征技术研究了Al2O3、Ga2O3对WOx/ZrO2的结构、表面酸性、酸强度分布和氧化还原性能的调变作用, Pt、Pd与固体超强酸之间的相互作用。结果表明,引入适量Al、Ga可稳定催化剂中ZrO2四方相结构,改善了WOx在ZrO2表面的分散状态,改变了WOx/ZrO2的氧化还原性和表面酸性,提高了还原状态催化剂的酸量和酸强度。异构化反应结果表明,Al、Ga促进的WOx/ZrO2固体超强酸对正戊烷异构化具有很高的活性和稳定性;含Pt、Pd的Al、Ga促进的WOx/ZrO2固体超强酸对正戊烷、正己烷和正庚烷异构化反应具有高活性和高稳定性。Pt/Ga2O3/WOx/ZrO2催化剂上正戊烷、正己烷和正庚烷异构化反应的表观活化能分别为116,129 和 113 kJomol-1。Pt/Ga2O3/WOx/ZrO2催化剂具有易可再生性,一定的抗水和抗硫性能,以及苯饱和能力。本项目还发展了一种用于苯与长链烯烃的烷基化反应的碱金属和碱土金属改性的WO3/ZrO2固体酸催化剂。