正丁烷异构化催化剂的制备及其研究进1

1、正丁烷异构化催化剂的制备及其研究进展陈晓霞（钦州学院 化学工程与工艺081班 0811401114）摘要：介绍正丁烷异构化反应机理、影响其反应因素、催化剂的制备，影响化剂催化性能的因素，及催化剂的研究进展。关键词：氧化铝氧化锆氧化钨正丁烷异构化反应机理化剂进展前言随着我国炼油工业用石油法制乙烯产量的提高，产生大量的副产物C4副产物C4经过萃取精馏抽提丁二烯后的混合C4，包含正丁烯、异丁烯、正丁烷和异丁烷。正丁烷苯法制顺酐，因需求有限一直难以扩大生产。现一般作为工业燃料或冷冻剂，利用率低，提高正丁烷的利用率迫在眉睫【1】。正丁烷异构化产物异丁烷是烷基化反应的主要原料和合成甲基叔丁基醚（MTBE）

2、等汽油添加剂的重要前驱体。广泛用于染料、化学合成致冷剂、合成橡胶、航空汽油、照明等。其重要性有：（1） 脱氢制成异丁烯，是合成MTBE 和乙基叔丁基醚（ETBE）等无铅汽油添加剂的主要原料。（2） 生产丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯酸甲酯和异戊二烯等精细化工产品的原料。（3）异丁烷与异丁烯经烃化而制得异辛烷，作为汽油辛烷值的改进剂。目前，副产物C4中的烯烃可有效地利用，而正丁烷的利用率比较低，转化为异丁烷后可大大提高其附加值。1 烷烃异构化反应机理烷烃异构化反应机理一般包括以下几步：（1）正构烷烃吸附于金属中心，在金属中心上脱氢生成烯烃；（2） 生成的烯烃从金属中心转移到酸性中心；（3） 烯烃在

3、酸性中心上获得一个质子形成正碳离子，正碳离子骨架异构或裂化为一个新的正碳离子和一个小分子烯烃；（4） 烯烃迁移到金属中心；（5）烯烃在金属中心上加氢并脱附【2】。烷烃异构化反应机理因所使用的催化剂的不同而不同,其催化剂大致可分为酸性催化剂和金属/ 酸性载体双功能催化剂两大类,其机理也相应地分为酸性催化机理和双功能催化机理。11 酸性催化剂异构化反应机理【3】采用酸性催化剂时,异构化反应通过正碳离子链传递的方式来完成。正构烷烃吸附于催化剂的酸中心上形成正碳离子,正碳离子位的C C 键易于断裂,并使断裂的基团接在正碳离子位上, 通过正碳离子的链式传递的方式,异构化反应就可不断进行下去。按照反应过渡

4、态参与反应分子的数量，又分为单分子机理和双分子机理【3】。单分子机理最早是由Brouwer 和Hogeveen 在研究液体酸介质中的正丁烷异构化时提出的。正丁烷首先形成丁基碳正离子，然后生成甲基环丙烷碳正离子中间体，这种中间体有两种开环途径：（1） 开环后，形成仲碳正离子，重新生成正丁烷。如反应物是13C 标记的正丁烷，则同时发生1- 2 13C 迁移；（2） 开环后，形成伯碳正离子，发生异构化反应，生成异丁烷。Yang 等对单分子机理进行了修正：即在酸性足够强的超强酸上，正丁烷首先形成伯碳正离子而非仲碳正离子，然后生成甲基环丙烷碳正离子中间体，再开环形成异丁烷。双分子机理也称为双分子二聚一裂

5、解机理。双分子机理主要涉及到C8中间体，C8中间体由丁基碳正离子 和烯烃通过烷基化反应得到，然后经异构化、-断裂和氢转移等一系列复杂过程，最后生成异丁烷、丙烷、戊烷和异戊烷等12 双功能催化剂异构化反应机理【4】当采用金属/ 酸性载体的双功能催化剂时,异构化将通过双功能机理进行。这时,金属中心对脱氢生成烯烃起催化作用,而酸性中心则催化骨架异构化反应【5】。金属和酸中心催化作用的相对重要性,取决于速率控制步骤。因此,对于双功能催化反应,较好的催化性能必须通过对金属浓度和载体酸度的合理选择,保持加氢脱氢活性(金属中心) 和骨架异构化活性(酸中心) 的平衡才能实现。轻质烷烃异构化一般在临氢条件下进行

6、,该反应属于轻度可逆放热反应,因此低温对热力学平衡有利。伴随异构化的同时烃类会发生裂解反应,且随着烷烃分子量的增大,异构化和裂解反应都逐渐增大。2 正丁烷异构化影响因素烷烃加氢异构反应体系很复杂，催化剂种类繁多，反应机理不尽相同，影响因素很多。载体酸性、金属种类【6】、金属中心与酸性中心的比例【6】、载体孔结构、晶粒尺寸等都对烷烃异构反应有影响【7】。王斐等【8】研究了正丁烷和丁烯-1 在不同Si/Al比ZSM-5 分子筛上的吸附和扩散行为。其研究结果表明，Fick 扩散模型可以较好地反映正丁烷及丁烯-1 在ZSM-5 分子筛上的扩散行为，正丁烷及丁烯-1 在ZSM-5 分子筛上的扩散属于晶体

7、扩散，两者的扩散系数处于10-14 m2/s 数量级，正丁烷的扩散速率大于丁烯-1；正丁烷与丁烯-1 在ZSM-5 分子筛内的扩散速率均随着温度的增加而增加，随着体系平衡压力的增加先增加后减小，两者的扩散系数随着样品硅/ 铝比的增加而增加。由烷烃异构化的反应机理和各种烷烃异构化催化剂的实验结果，可以通过以下方法提高烷烃异构化催化剂活性和异构选择性：首先孔径是影响烷烃加氢异构化选择性的首要因素，所以应选择合适孔径的分子筛，一维中孔分子筛如ZSM- 22、ZSM-23、ZSM-12 和SAPO-11、SAPO-31、SAPO-41 等适于烷烃加氢异构化；其次根据分子筛酸性，选择适当的方法获得中等强

8、度的酸性，其中SAPO 分子筛应提高酸性，以便得到较高的活性；另外，担载适量金属，保证双功能催化剂酸性和金属的匹配。再者，制备小颗粒分子筛及在催化剂中引入介孔是提高该类催化剂的重要方法。3 Al2O3/ WO3/ ZrO2 固体强酸催化剂的设计及催化性能【9】。3.1实验部分3.11 催化剂的制备W 在最终焙烧后的催化剂中的含量均为10 %(质量分数) 。3.1.1.1 WO3/ ZrO2(WZ) 催化剂将5 mol/ L氨水(AR ,上海化学试剂有限公司产品) 缓慢滴入0.5 mol/ L Zr (NO3) 4 (CP ,上海试剂二厂产品) 水溶液中,至pH = 910 ,生成氢氧化锆沉淀,

9、然后在100 油浴中回流24 h。将沉淀用去离子水反复洗涤和过滤至pH = 7 ,将滤饼于105 烘干并计量浸渍于H8N2O4W(991999 % , Acros 产品)溶液中。将该混合液在120 下回流18 h ,然后在110 下烘干10 h ,最后在850 下焙烧3 h。3.1.1.2 Al2O3/ WO3/ ZrO2( AWZ) 催化剂将制得的氢氧化锆粉末计量浸渍于H8N2O4W溶液中,再按比例加入Al(NO3)3 (AR ,上海振欣试剂厂) 水溶液。 将该混合液在120 下回流18 h ,然后在110 烘干10 h ,最后在一定温度下焙烧3 h ,焙烧后的催化剂记为xAWZy ( x

10、为催化剂中Al 的质量分数( %) , y 为催化剂的焙烧温度( ) ) 。31.1.3 Pt/ Al2O3/ WO3/ ZrO2( PtAWZ) 催化剂将0.5AWZ850 催化剂计量浸渍于氯铂酸(40 %Pt , Acros 产品) 水溶液中,过夜,于110 烘干,450 下焙烧3 h ,催化剂中Pt 的质量分数为0.3 %。3.2 催化剂的表征X 射线粉末衍射(XRD)分析在Bruker 公司D8Advance 型X 射线衍射仪上完成,Cu K 辐射,40kV×30 mA ,扫描速率3°/ min ,扫描范围10°70°。比表面积的测定在Quant

11、achrome 公司ChemBET23000 型测试仪上完成,以液氮温度下的氮气作为吸附质。 以NH3为探针分子测定催化剂的表面酸性,氨的程序升温脱附(NH3-TPD) 实验在Micromeritics公司AutoChem 2910 型仪器上完成, 由ThermoONIX ProLab 质谱仪在线跟踪脱附过程。 催化剂的程序升温还原(H2-TPR) 实验在ChemBET23000 型仪器上完成,热导检测器。 紫外-可见光谱(UV-Vis)分析在HITACHI 公司U23010 型紫外-可见光谱仪上完成。33 正丁烷异构化正丁烷异构化反应在常压微型流动反应器中进行,催化剂装填量为1.0 g (4

12、060 目) 。反应前在450 下通入空气活化3 h ,再将温度降至300 并用氢气处理1 h ,然后在反应温度下通入氢气和正丁烷( V (H2) / V ( n-C4) = 4 ,WHSV = 0.47 h-1 ) 进行反应。 反应产物经岛津GC-14C 型气相色谱仪FID 检测器在线分析。4结果与讨论4.1 催化剂的表征由不同温度焙烧WZ和AWZ系列催化剂的XRD图知经800 和850 焙烧后WZ 和AWZ 中ZrO2 的物相均为四方相( T) 。 当焙烧温度升高到900 时,WZ 中的ZrO2由四方相和单斜相(M) 组成,以单斜相为主,而AWZ 中仅有少量单斜相ZrO2 出现,主要物相是

13、四方相。与单斜相相比,四方相是亚稳相,升温有利于四方相ZrO2 向单斜相ZrO2 转变。上述结果表明,在WZ 中掺杂适量的Al2O3 可抑制四方相ZrO2 向单斜相ZrO2 的转化。Huang曾报道四方相ZrO2是催化剂具有高活性的条件之一,Al2O3 的掺杂有利于提高催化剂的性能可能与Al2O3 对四方相ZrO2 具有稳定作用有关。 WZ和AWZ 经900 焙烧后在2= 23°25°处出现了WO3 晶相衍射峰,但WZ 的WO3衍射峰强度明显大于AWZ ,这表明Al2O3 的引入有利于WO3 在ZrO2 表面的分散,从而抑制表面WO3 的聚集长大。4.1.2 UV-Vis

14、分析由催化剂样品的XRD谱看出，纯WO3 样品晶粒较大,在400480 nm 有较强的吸收。对于WZ850 样品,由于WO3 分散在ZrO2表面,WO3 晶相含量较少,晶粒较小,在400480nm 的吸收较弱。在0.5AWZ850 上,由于Al2O3 的作用,WO3较好地分散在ZrO2 表面,WO3 晶相含量更少,WO3晶粒更小,以致于在400480 nm 几乎没有吸收,这进一步表明Al2O3 的引入促进了WO3在ZrO2 表面的分散,抑制了表面WO3的聚集长大。4.1.3 比表面积测试由WZ 和AWZ 系列催化剂的比表面积测试结果知经850 焙烧后,WZ 和AWZ 的比表面积为5155 m2

15、/ g ,这表明少量铝的加入并不影响催化剂的比表面积。 催化剂的比表面积随着焙烧温度的升高而减小。4.1.4 NH32TPD 分析用质谱检测脱附物种,并选择不受脱附过程产生的H2O 影响的NH+2 (m/ e = 16) 来表示程序升温过程中脱附的NH3 。结果表明, WZ850和0.5AWZ850的脱附峰几乎完全相同,表明Al2O3 的引入没有明显改变催化剂的酸强度及其分布。4.1.5 H2-TPR分析WZ 中的WO3 通常随温度升高而发生WOx (0x < 3) 的多步还原过程【11】。 由H2-TPR 结果可以看出,在200700 ,WZ850在450出现一个耗氢峰,0.5AWZ8

16、50 在460 和650 出现两个耗氢峰,Al 的添加降低了WZ 的高温还原温度。在还原气氛中WZ 的WO3可被还原并形成W6-nO3 ( n-H+ ) 活性中心,该活性中心对中间体正碳离子起稳定作用。 Al的添加是否促进了该活性中心的形成及其影响机制有待深入研究。4.2 催化剂的催化性能4.2.1 焙烧温度的影响对于铝含量为0.5 %的AWZ催化剂,当焙烧温度由800 升高至850 时,其初活性由16.4 %提高到22.6 % ,焙烧温度升至900 时,其初活性迅速降至12.9 %。催化剂的活性相需要在高温焙烧下形成,但过高的焙烧温度可使AWZ中的ZrO2晶相由四方相向单斜相转变,同时比表面

17、积下降。四方相向单斜相的晶型转变以及比表面积下降可能是导致催化剂活性降低的原因。因此850是一个比较合适的焙烧温度4.2.2 铝含量的影响不同Al 含量的AWZ 的初活性和选择性均明显高于WZ。随着Al 含量的增加,AWZ的催化活性增高,至0.5 %时达到最高,继续提高Al 含量,催化剂活性逐渐下降。 这表明Al 的添加量有一个适宜的范围。4.2.3 反应温度的影响随反应温度升高,催化剂初活性增大,稳态选择性则下降。催化剂在320下的初活性略高于300 下的初活性,但失活较快,稳定性较差,且稳态选择性也降至81 %。300 时的稳态活性是280 时的1.31.5 倍,反应达到稳态时异丁烷选择性

18、可保持在约86 %。4.2.4 反应气氛的影响由0.5AWZ850 在H2 和N2 气氛中催化丁烷异构化的结果知Fe3+ 的掺杂对WZ 催化剂上的非临氢气氛中烷烃异构化反应没有促进作用,同时也证实过渡金属Fe3+和Ni+2的掺杂对N2中SO42-/ ZrO2上的正丁烷异构化反应没有促进作用0.5AWZ850 在H2中的反应初活性约为23 % ,在N2中的反应初活性约为16 % ,但反应稳定性较差, 5 h后活性迅速降至5.7 %。实验发现,N2中正丁烷在WZ上几乎不发生异构反应。这一结果表明,AWZ 在H2 和N2 中对反应均有催化活性,Al3+ 的促进作用与过渡金属有区别,而H2 的存在是获

19、得最佳反应结果不可缺少的条件,它提高了催化剂的初活性和反应稳定性。4.2.5 载铂的影响Pt 的存在可使WZ 成为一种双功能催化剂,并能提高正丁烷的转化率,但生成的裂解产物较多,异构化效率低。AWZ载铂后正丁烷转化率大大提高,反应10 min时正丁烷转化率可达50 %。反应初期裂解稍多,异丁烷选择性为74 % ,随着反应的进行,裂解减少,3 h 后达到稳态,正丁烷转化率为40 % ,异丁烷选择性达92 %。5 轻烃异构化工艺进展轻质烷烃异构化工艺按操作温度可分为高温异构化（高于320 ）、中温异构化（200320 ）和低温异构化过程（低于200 ）三种，其中高温异构化应用条件较苛刻，这里不再介

20、绍51 低温异构化工艺典型的低温异构化工艺有法国石油研究院（IFP）开发的IPSORP 和HEXORP 工艺、英国石油公司（BP）的低温异构化工艺和环球油品公司（UOP）的Penex 工艺。通常采用卤化铂/ 氧化铝型催化剂，以- Al2O3作载体，操作过程中需要在原料中不断加入适量的氯化物助剂。反应仍然在临氢条件下进行，催化剂积碳率低，预计3 年积碳2%3%，一般采用连续4 年生产而不进行再生的方案。催化剂可进行再生，但再生设备昂贵。由于在115150 下低温反应，取得热力学上的优势，故产品辛烷值有较大提高。使用I- 7 类催化剂的中温异构化工艺，一般可使石脑油馏分的辛烷值由70 提高到80，

21、若使用I-8类催化剂进行低温异构化工艺，产品辛烷值可比中温异构化高出5 个单位左右。但低温异构化对原料中水和硫的含量有较严格的要求，使其应用受限制。5.2 中温异构化工艺壳牌公司的Hysomer 工艺是比较典型的中温异构化工艺，在2 MPa 临氢的条件下进行异构化反应，反应温度250280 ，采用贵金属/ 改性分子筛为催化剂。该工艺的优点是对原料的要求不太严格，允许每克原料中水的含量达几十微克，对原料硫含量的要求也不高，有时甚至能加工硫含量达300 g/g的原料，但当加工含硫量200300 g/g 的原料时，产品辛烷值有所降低。其缺点是由于异构化为放热反应，采用中温操作，其平衡转化率不高，产品

22、辛烷值的提高也较低温异构化低。壳牌公司的Hysomer 工艺和联合碳化合物公司（UCC）的Isosiv 工艺组合的TIP 中温全异构化工艺，将产物中未转化的正构烷烃分离后返回进料，增加了原料的利用率，同时提高了产物的辛烷值。6 轻烃异构化反应催化剂研究新进展早期异构化反应所用催化剂是H2SO4和HF，虽然酸强度高，但具有强烈的腐蚀性和毒性，容易引起严重的环境污染。上世纪60 年代，工业上使用的正丁烷异构化反应的固体催化剂为无水氯化铝，虽然其活性高， 但选择性和稳定性差。随后，Ni- SiO2- A12O3、Pt/Cl- A12O3成为工业上大量使用的正丁烷异构化催化剂， 反应所需的温度较低（4

23、00460 K），但是这些催化剂很容易中毒，对水和芳香烃很敏感。此外，反应过程中需不断加入适量的氯化物助剂，以避免催化剂失活，故该催化剂会引起环境污染和设备腐蚀问题。含Pt 的H-MOR 催化剂是目前广泛使用的正丁烷异构化工业催化剂，但其活性较低。因此，开发新型高效的正丁烷异构化催化剂一直是研究工作者所追求的目标【3】。报道过的异构化催化剂主要是双功能的。酸性组分多以分子筛为载体，常见有硅铝酸类如Y、ZSM- 5 和ZSM- 22等；磷酸硅铝类如SAPO- 11、SAPO- 31 和SAPO- 41等。具有加氢- 脱氢活性的金属组分一般选自元素周期表中族和B 族元素，可分为贵金属和非贵金属，贵

24、金属以铂和钯等为主，多以金属单质形式使用；非贵金属主要有钼、镍、钴和钨等，多以相互结合的硫化物形态使用，这样能提高催化剂的活性和稳定性【10】。6.1 贵金属改性金飙等【11】制备了担载Pt 的分子筛催化剂，评价了不同载Pt 量对催化剂活性的影响。分子筛Pt 含量的变化对反应结果影响很大，载Pt 量为催化剂总量的0.2%Pt/HZSM- 5 催化剂，能使正丁烷转化率40%、异丁烷选择性80%。同时考察了反应温度、反应压力和H2/nC°4 对正丁烷异构化反应转化率及选择性的影响，结果表明：反应温度350450 、反应压力1.02.0 MPa、H2/nC4°=13 等工艺条件较

25、适合于正丁烷异构化反应。Tsuneo 等对Pt 改性的固体酸催化剂上正丁烷的骨架异构化原理做了详细的叙述。Patrigeon 等制备了Pt/HY 分子筛催化剂，考察对正庚烷异构化反应的影响。选用硅铝比为1.53.0的Y 型分子筛作为载体，负载了0.1%的Pt，有良好的催化活性和异构化选择性。在反应温度250 、压力1.0 MPa、氢烃摩尔比21 的条件下，正庚烷转化率83%，异庚烷选择性73%。Van Mao 等在Pt/HY催化剂上加入一些非贵金属如Al、Zn、Cd 等改性。发现少量A1 的掺入可抑制裂解产物的生成，增大异构化产物的选择性。Pt 和A1 同时掺入得到的Pt-Aly/HY 催化剂

26、异构化活性要高于按先Pt 后A1的次序得到的异构化活性，Zn、Cd 与A1 有类似的结果。6.2 非贵金属改性徐东彦等【12】采用浸渍法向载体上负载一定浓度的非贵金属Ni，制得Ni/HM催化剂。在反应温度280、压力2.0 MPa、氢烃摩尔比为31、质量空速1.0 h-1 的条件下用于正戊烷异构化反应时，正戊烷转化率66.49%，异戊烷选择性88.76%，异戊烷产率59.01%，催化剂的性能接近贵金属催化剂。徐东彦等在Ni/HM催化剂的基础上向催化剂体系中添加了助活性组份Cu，制得Ni-Cu/HM催化剂。在相同的反应条件下，当Ni- Cu/HM催化剂中NiO 的含量2.94%，CuO 的含量1

27、.90%时，催化剂具有较好的活性，正戊烷转化率69.36%，异戊烷选择性93.96%，异戊烷产率65.17%。Eswaramoorthi 等制备了一系列Ni 含量不同的Pt/SAPO- 11 分子筛，发现Ni 及Pt进入分子筛孔道经H2还原后聚集长大，造成分子筛部分坍塌，影响分子筛的结晶度，由电子能谱法（ESCA）发现，当Ni 质量分数为0.6%时，颗粒中有未被还原的NiO 及NiAl2O4。柯明等【13】采用共浸法制备了Ni 和W不同含量的NiW/SAPO-11 催化剂，并考察其在辛烷异构化反应中的催化性能。实验结果表明，负载过渡金属能够增加分子筛的酸量，当n（W）n（Ni）=21 时，SA

28、PO-11 分子筛的酸性可与Ni 和W的活性达到较好的平衡，在特定反应条件下正辛烷的转化率为70%，异构化和芳构化产物选择性分别为80%和1。5%。6.3 改性氧化锆ZrO2是一种两性氧化物，能很好地调节催化剂载体的酸性质和酸强度，从而使催化剂的加脱氢-酸性双功能得到很好的匹配，发挥最好的催化性能。徐平等【14】采用共沉淀方法制备了WO3/ZrO2（WZ），考察了W含量和焙烧温度等对WZ 酸性和物相结构的影响、Pd/WZ 催化剂对正庚烷异构化反应的催化性能。Pd/WZ 催化剂的催化性能与固体强酸的W含量及晶相结构密切相关。在w（W）=13.2%15.8%时，经700800 焙烧，WO3在ZrO

29、2表面上单层分散，且大部分ZrO2以四方晶相存在，所制备的0.5%Pd-WZ 对正庚烷异构化反应的催化活性可达到70.4%，选择性可达81.0%。蔡雄辉等【15】在Ni/Al2O3-HM和Ni-W/Al2O3-HM催化剂研究的基础上，用混合法添加一定量ZrO2，考察ZrO2对轻质烷烃异构化催化剂性能的影响。发现在较低温度下，Ni-Zr/Al2O3-HM 催化剂异构化性能优于Ni/Al2O3-HM催化剂; 对于Ni-Zr-W/Al2O3-HM催化剂，当W含量较低时，0.5Zr/W1 的范围内，催化剂的异构化性能最佳。陈晓蓉等【9】制备了Al2O3/WO3/ZrO2（AWZ）固体强酸催化剂。考察了

30、催化剂的焙烧温度、Al 含量、反应温度和反应气氛对正丁烷异构化反应的影响。对于铝含量为0.5%的AWZ 催化剂，焙烧温度850 为宜；Al 含量增加，AWZ 的催化活性增高，至0.5%时达到最高，继续提高Al 含量，催化剂活性逐渐下降；温度升高，催化剂初活性增大，稳态选择性下降；Pt 的存在可使WZ 成为一种双功能催化剂，并能提高正丁烷的转化率。张玉玲等【16】采用共沉淀法制成负载Pt 的SO2-4 /ZrO2-Al2O3催化剂，在N2活化条件下用脉冲色谱法考察了催化剂催化正丁烷异构化反应活性。结果表明，添加Al 可提高催化剂的催化活性，降低反应温度，载铂对提高催化剂的活性和稳定性更为有效。M

31、oreno 等考察了Ga 的引入对SO2-4 /ZrO2（SZ）的物相与酸性值的影响，认为Ga 的作用与Al 相似。涂兴珺等【17】证实在Pt/WO3/ZrO2掺杂少量的Ga2O3，增加了B 酸位，改变了B 酸/L 酸的比例，从而显著地提高Pt/WZ 的催化活性，异构化选择性也有所增加。Pt/WZ 催化剂连续反应80 h，正庚烷转化率和异构化选择性分别稳定在76%和94%。7 展望烷烃异构化工艺将在未来的清洁燃料生产中发挥越来越重要的作用，而中温操作是轻烃异构化工艺的发展趋势，异构化工艺革新的关键是催化剂。国内开发的异构化技术及催化剂已经在工业规模生产装置上使用，在催化剂、工程设计、生产工艺和

32、装置运行方面已经具备了推广的条件，但普遍存在转化率和选择性低的缺点。针对炼厂的实际情况，加快正丁烷的异构化进程，工艺方面要从低温过渡到中温，设计适用于中温操作催化剂，以减少设备消耗、降低操作要求和设备要求。在催化剂设计方面,可以从以下几个方面考虑：（1） 传统的担载型过渡金属双功能催化剂, 由于过渡金属对丁烷分子的活化能力较低,丁烷的一步转化率受到限制。所以在过渡金属双功能催化剂的设计中,金属对烷烃的活化是关键。同时还要考虑载体的酸性和孔道结构，具有中强酸性位和十元环孔道结构的酸性载体对异丁烯具有较高的选择性【18】。（2） 以现有的分子筛为基础，进行扩孔处理。将催化剂做成高的比表面和适合丁烷一步转化的特定的孔道结构,以利于丁烷高效率、高选择性地转化为异丁烯。（3） 介孔材料作为新型催化材料，存在酸量小和稳定性差等缺点，如何改变酸性和孔强度等有待进一步的研究。烷烃异构化技术及工业化进程还处于起步阶段，所以研究出新的活性高、选择性好、收率高的催化剂，使我国正丁烷异构化工业阔步前进是我国科技工作者的重大责任。参考文献：【1】陈肖青。 我国汽油的现状与发展J 。 石油化工动态,1999 ,7 (4) :1620【2】邹艳。 正丁烷异构化的反应机理