輕汽油醚化催化劑的制備方法及其應用

輕汽油醚化催化劑的無定形硅鋁載體可通過將硅鋁凝膠在300—600°C下焙燒3—8小時而制備。在本發明所用無定形硅鋁載體中，Al2O3的含量和S2的含量基于所述無定形硅鋁載體的重量分別為5—50重量％和50—95重量％。在所述無定形硅鋁載體中，優選Al2O3的含量和SW2的含量基于所述無定形硅鋁載體的重量分別為10—25重量％和75—90重量％。

無定形硅鋁載體中Al2O3的含量和S2的含量通過本領域技術人員所知的化學分析方法測定。所用無定形硅鋁載體的比表面積為450—620m2/G，孔容為0.3—0.6mL/G，可幾孔徑為30—40人。無定形硅鋁載體的上述物理性能使用微孔吸附儀和作為吸附質的氮氣通過BET方法測定。在本發明方法所用催化劑中，硫氧化物以S042計基于催化劑的重量為2—20重量％。上述硫氧化物的含量通過本領域技術人員所知的化學分析方法測定。

本發明用于將催化裂化輕汽油醚化制備輕汽油醚化催化劑。通過用硫酸銨溶液、硫酸氫銨溶液、硫酸溶液或其混合溶液浸漬無定形硅鋁載體，然后將浸漬過的無定形硅鋁載體分段干燥和分段焙燒而制備。如本領域技術人員通常所理解，所述溶液相應地指硫酸銨水溶液、硫酸氫銨水溶液、硫酸水溶液。所用溶液的濃度可例如為L—5mol/L，優選2—3.5mol/L。所述溶液可單獨使用，也可以兩種或更多種溶液的混合溶液使用。

浸漬通常在常溫下進行。硫酸銨溶液、硫酸氫銨溶液、硫酸溶液或其混合溶液的用量應至少確保將無定形硅鋁載體完全浸沒。無定形硅鋁載體在硫酸銨溶液、硫酸氫銨溶液、 硫酸溶液或其混合溶液中的浸漬時間可例如為0.5—12小時。在浸漬過程中，可偶爾攪動或搖動無定形硅鋁載體。如果需要，可將浸漬過的無定形硅鋁載體濾出并烘干，然后重復浸漬兩次或更多次。將浸漬過的無定形硅鋁載體從浸漬溶液中過濾出來。分段干燥有利于在除去吸附的水的同時保持催化劑的合適孔結構。由于活性組分如硫酸銨的兩步熱分解分別在260—315°C和360—410°C下進行，因此分段焙燒有利于活性組分的充分分解，并提高其在載體上的分散程度，從而形成醚化反應所需的酸性中心，進而提高催化劑的活性。為此，首先采用分段干燥的方式對浸漬過的無定形硅鋁載體進行干燥， 具體為在70—80°C下干燥1—2小時，在80—100°C下干燥1—2小時，在110—120°C下干燥1—2小時。然后，采用分段焙燒的方式對其進行焙燒獲得在本發明方法中使用的催化劑，具體為在280—300°C下焙燒1—2小時，在350—400°C下焙燒1—2小時，在450—500°C下焙燒1—2小時，在570—620°C下焙燒1—4小時。焙燒可在空氣氣氛中進行，也可在氮氣或惰性氣體氣氛中進行。

將催化裂化輕汽油醚化制備醚化輕汽油的方法包括使輕汽油和甲醇的混合物料與上述催化劑接觸并反應。輕汽油通過從催化裂化汽油中切割出初餾點至75—85°C的餾分而獲得。在本發明方法中，輕汽油中烯烴的含量為35—50重量％ (不包括二烯烴)，二烯烴的含量小于0.05重量％，堿性氮化物的含量小于0.02重量％。在上述混合物料中，輕汽油與甲醇的體積比為10.05：0.12，優選10.08：0.1。在上述催化劑存在下于固定床反應器中將催化裂化輕汽油醚化制備醚化輕汽油。 固定床反應器的實例包括管式反應器、沸點反應器、鼓泡塔反應器、催化蒸餾塔、隔板式蒸餾塔反應器和脈沖流反應器等。也可使用兩個或更多個以并聯方式連接在一起的固定床反應器。

更具體地將輕汽油和甲醇的混合物料從頂部供入固定床反應器中，固定床反應器內裝有上述催化劑的一個或多個床。在固定床反應器中，反應溫度例如為40—120°C，優選 50—80°C；反應壓力例如為0.3—0.7MPa，優選0.4—0.6MPa；混合物料的液態空速為Hh—1，優選2—Ar1。在催化劑的作用下，輕汽油中的異烯烴與甲醇在上述反應條件下發生如下反應生成相應的醚，并形成醚化輕汽油。