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费托合成油品以长直链烷烃为主,且具有无硫、无氮、低芳烃等优点,可作为高档柴油和润滑油基础油的原料。然而,长链烷烃凝点较高、低温流动性较差需经异构降凝,改善其油品性质。基于此,本课题以工业开发为导向,结合费托合成油品无硫的清洁优势,通过筛选工业生产的分子筛酸性材料,及与金属组分的匹配性,开发一种对长链正构烷烃异构化活性高、选择性好、适于费托重柴油异构降凝的非硫化态催化剂:并且进一步阐释催化剂各性质对长链烷烃异构反应性能的影响及作用机理。本课题首先以金属Pt和Ni为加氢组分,通过考察工业常用的酸性分子筛(如ZSM-5、SAPO-11、Beta和ZSM-22分子筛等)的加氢异构性能,筛选出具有适宜酸性、孔道结构的分子筛用于异构降凝催化剂的开发。研究结果表明,与其它分子筛载体相比,以贵金属Pt为活性组分时,硅铝比为300的ZSM-22分子筛因其合适的酸量和酸强度,以及适宜的一维十元环孔道结构,从而表现出最高的加氢异构性能,柴油收率最高,降凝效果最好。进一步基于ZSM-22分子筛为载体考察了金属位对双功能催化剂异构性能的影响。当以金属Ni为活性组分时,因金属Ni的加氢脱氢性能弱于Pt,导致异构中间体无法及时加氢,使异构选择性降低、裂解反应增加。为降低催化剂成本,以Ni金属为金属位,详细考察硅铝比对ZSM-22分子筛晶粒形貌、晶粒大小、酸强度和酸量的影响,并通过费托合成重柴油为原料考察了不同催化剂的异构反应性能。研究结果表明硅铝比对分子筛晶体形貌和酸性有显著影响。其中小晶粒、低硅铝比的ZSM-22-70分子筛更适合用于费托重柴油的异构降凝反应,以其为酸性组分开发的Ni基催化剂HI-1表现出较好的异构化性能,产物柴油收率为80%时,其冷滤点为-8℃。随后通过对催化剂活性金属负载方式的考察发现,与浸渍法相比,采用共沉淀法或均匀沉淀法制备催化剂时,可以显著提高活性金属分散度,缩短金属活性位与酸性位的间距,从而提高催化剂上活性金属加氢-脱氢功能与酸功能的匹配性,异构化性能显著增加。同时,均匀沉淀法制备催化剂的异构化性能略高于共沉淀法制备催化剂,其柴油收率为90%时冷凝点为-8 ℃。在以上工作的基础上,通过离子交换的方式对ZSM-22-70分子筛进行金属Zn改性并进行表征,并考察了Zn负载量对催化剂异构性能的影响。研究结果表明,Zn改性后分子筛的比表面积、孔容和孔径略有减小,但总酸量明显降低;并且随Zn负载量的增加而呈现先降低后略有增加的趋势,催化剂活性金属加氢功能与酸功能的匹配性显著增加,异构化选择性增加,在保持高的柴油收率时,可以有效提高柴油馏分的低温流动性能。