[發明專利]二異丁烯選擇性脫氫芳構化制對二甲苯催化劑及其制備方法、對二甲苯的制備方法

有效

• 申請號: 201410222811.6
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN105195132B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 朱剛利;宋煥玲;夏春谷;趙峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: B01J23/26
• 分類號: B01J23/26;C07C2/46;C07C15/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本申請屬于催化領域，特別是涉及一種高選擇性制備對二甲苯催化劑的方法。

背景技術

對二甲苯（PX）是聚酯工業的重要基礎化學品，具有廣泛的應用范圍。當前對二甲苯的生產主要采用歧化及烷基轉移、二甲苯異構化等合成方法。這些技術的產物一般都是混合C₈的芳烴，其包含間二甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯及乙苯等異構體。一般情況下，對二甲苯在二甲苯異構體中只占約25%左右。由于各C₈芳烴的物化性質相似性，分離獲得對二甲苯工藝需要較高費用，而且上述工藝的原料依賴于化石資源。

脫氫環化是常用的制備芳烴的方法，目前催化活性較為優越的非貴金屬催化劑仍然為鉻催化劑，在脫氫工業中廣泛使用。盡管鉻催化劑在二異丁烯脫氫反應中也表現出較好的對二甲苯選擇性，但該類催化劑的穩定性和產物選擇性嚴重依賴于催化劑的結構和組成，并有待于進一步改進，因此，制備特定結構且適宜于二異丁烯脫氫環化制對二甲苯的催化劑顯得尤為重要。

專利申請WO2011/031320A3公開了一種碳水化合物催化裂解的工藝，利用該工藝可以在某些條件下獲得含有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、茚等混合物的產物。但是該生產工藝的芳烴產率較低，而且對二甲苯選擇性很低。

專利申請WO2012/061272A2公開了一種對二甲苯或者甲苯的生產工藝。該工藝中，C₅-C₆直鏈單烯烴首先轉化為二烯烴，然后與乙烯反應轉化為環己烯衍生物，最終脫氫后獲得對二甲苯或者甲苯。但是，該工藝需要多步反應，反應過程較為復雜。

發明內容

本發明的目的提供一種對二甲苯催化劑及其制備方法、對二甲苯的制備方法，解決了現有技術中芳烴產率低、對二甲苯選擇性低以及反應過程復雜等技術問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本申請公開一種二異丁烯選擇性脫氫芳構化制對二甲苯催化劑，其特征在于：所述催化劑為含鉻催化劑，該含鉻催化劑包括多級尺寸的孔結構。

優選的，在上述的二異丁烯選擇性脫氫芳構化制對二甲苯催化劑中，所述含鉻催化劑具有多級尺寸的孔結構，至少包括孔徑為3~6nm的孔結構、孔徑為10~20nm的孔結構、以及孔徑為100~900nm的孔結構。

相應的，本申請還公開了一種二異丁烯選擇性脫氫芳構化制對二甲苯催化劑的制備方法，包括步驟：

s1、將鋁鹽、鉻鹽以及助劑溶解于水中形成水溶液，將硬脂酸與水溶液混合，水熱處理后獲得催化劑構件；

s2、將鋁鹽、助劑、纖維素衍生物與水混合，加入沉淀劑制備成溶膠；

s3、以亞微米的模板劑作為造孔劑，加入催化劑構件和溶膠的混合物，熱處理后獲得目標產物。

優選的，在上述的對二甲苯催化劑的制備方法中，所述步驟s1具體包括：將鋁鹽、鉻鹽以及助劑溶解于水中形成水溶液，將硬脂酸與水溶液混合均勻，加入沉淀劑，加熱到50~90℃后攪拌，轉移到水熱釜內，加熱到90~110℃水熱處理0.5~200h，冷卻之后進行干燥，煅燒后獲得催化劑構件。

優選的，在上述的對二甲苯催化劑的制備方法中，所述煅燒具體包括：在空氣或氧氣的氣氛下以0.5~5℃/min升溫到400℃恒溫0.5~5h，之后以0.5~10℃升溫至500~700℃，并在該溫度下保持2~48h，冷卻后獲得催化劑構件。

優選的，在上述的對二甲苯催化劑的制備方法中，所述步驟s3具體包括：以亞微米的模板劑作為造孔劑，加入催化劑構件和溶膠的混合物，升溫至50~70℃陳化，并蒸發除去部分水分，干燥后進行煅燒。

優選的，在上述的對二甲苯催化劑的制備方法中，所述煅燒具體包括：在空氣或氧氣的氣氛下以0.5~5℃/min升溫到400℃恒溫0.5~4h，之后以0.5~10℃升溫至500~700℃，并在該溫度下保持2~48h。