[發明專利]一種分子篩催化劑、制備方法以及應用

有效

• 申請號: 201410313103.3
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN105271300B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 石艷春;張鳳美;邢恩會;謝文華;慕旭宏;王衛東;秦鳳明;劉強;舒興田
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C01B39/46
• 分類號: C01B39/46;B01J29/70;C07C2/66;C07C15/073
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種分子篩催化劑的制備方法，其特征在于包括合成MWW結構分子篩以及分子篩與無機氧化物載體經混合，成型、干燥、焙燒得到催化劑的過程，其中，所述的合成MWW結構分子篩的過程是將FAU結構分子篩與硅源、堿源、模板劑、去離子水形成的混合物膠體在水熱條件下晶化并回收產物，所述的模板劑為能夠用于合成MWW結構分子篩的模板劑；所制備的催化劑用于乙烯苯液相烷基化反應時，與傳統水熱合成的MWW結構分子篩催化劑相比，具有更高的乙烯轉化率和更好的乙苯選擇性。

技術領域

本發明是關于一種分子篩催化劑、制備方法以及應用，確切地說，是關于一種以MWW結構分子篩為活性組元的，其制備方法以及應用。

背景技術

乙苯作為重要的化工原料，主要用于脫氫生產苯乙烯，進而生產苯乙烯系列樹脂如聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯-丙烯腈(SAN) 以及丁苯橡膠(SBR)等等。另外，少量的乙苯也用于溶劑、稀釋劑以及生成二乙基苯等。近年來，苯乙烯的發展更為迅速，市場對苯乙烯的旺盛需求帶動了乙苯產量的持續增長；從1998年到2015年，全球乙苯的需求量將以3.7％的速度增長。工業上，乙苯主要是由乙烯和苯烷基化反應合成的，僅有約2％的乙苯是通過C8餾分的分離方法生產的。

目前，乙苯的生產工藝主要有：AlCl3法、Alkar氣相法、催化蒸餾工藝分子篩氣相法和分子篩液相法等。AlCl3法和Alkar氣相法由于環境污染、腐蝕設備、能耗大等缺點，已被逐步淘汰。自20世紀80年代起，乙苯的生產開始從傳統的AlCl3催化劑Friedel-Crafts苯烴化工藝向分子篩催化工藝轉變。分子篩催化乙苯合成工藝又分為氣相法和液相法兩種。分子篩氣相法的主要缺點是二甲苯含量高，影響產品的質量；分子篩液相法反應溫度低，副反應產物的生成量減少，特別是大大降低了二甲苯的生成量，可提高了乙苯產品的品質。目前，已實現工業化的分子篩液相法合成乙苯工藝中，采用Y、Beta和MCM-22分子篩為催化劑活性組元。

Mobli公司Cheng等(Studies in Surface Science and Catalysis,1999,121:53-60.)通過反應溫度220℃，反應壓力3.44MPa，苯與乙烯摩爾比4:1.下的實驗對比發現，Beta分子篩活性最高，MCM-22分子篩乙苯、乙基化選擇性最好，Y型分子篩由于其孔道結構中存在超籠，選擇性最差、失活較快。

MCM-22、MCM-49、MCM-56等MWW結構分子篩都是非常好的烯烴和苯烷基化反應的催化劑，該類催化劑具有反應溫度溫和、苯烯比低、環境友好等特點。US5600048(1997)研究了MWW結構分子篩的液相烷基化性能，結果顯示在相同乙烯轉化率的條件下，MWW結構分子篩催化劑具有更好的乙苯選擇性，但是其處理量要小于Beta分子篩催化劑。

MWW結構分子篩包括MCM-22、MCM-49、MCM-36、MCM-56、ITQ-1 和ITQ-2等分子篩。1990年，Mobil公司首次以六亞甲基亞胺為模板劑水熱合成出MCM-22分子篩(US,4954325,1990)，并于1994年首次解析出其結構，并以此命名為MWW結構分子篩，因此具有MWW拓撲結構的層狀分子篩又稱為MCM-22族分子篩。MWW結構分子篩具有兩套互不交叉的獨立孔道：層內孔徑為0.40×0.59nm的橢圓形10MR二維正弦孔道；層間為0.71×0.71×1.82 nm的12MR超籠，且以0.40×0.54nm的10MR開口與外界相通；另外在其表面還分布一些12MR孔穴，是超籠的一半，深度約為0.91nm (Science,1994,264:1910)。MWW結構分子篩因其獨特的孔道結構和物化性質在烷基化(US,5600048,1997)、芳構化(催化學報,2002,23:24)、催化裂化(J.Catal.,1997,167:438)和異構化(J.Catal.,1996,158:561)等反應中具有廣闊的應用前景。