[發(fā)明專利]一種烷基化反應用催化劑及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104148108B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 顧建峰;崔樓偉;錢曉磊;王新星;袁嵐
• 申請（專利權）人: 西安元創(chuàng)化工科技股份有限公司
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;C07C15/02;C07C2/66;C07C15/073
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發(fā)明屬于石油化工催化劑技術領域，具體涉及一種烷基化反應用催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

烷基芳烴是有廣泛用途的中間產品，其中比較重要的就包括乙苯、甲乙苯、二乙苯和異丙苯。乙苯是生產苯乙烯的關鍵原料，而苯乙烯是合成高分子材料的重要單體，廣泛用于制取苯乙烯及共聚物ABS樹脂、AS樹脂、丁烯橡膠以及不飽和聚酯等。而對甲基乙苯是制備對甲基苯乙烯的重要原料，對甲基乙苯脫氫可得到對甲基苯乙烯，經聚合后可生產聚甲基苯乙烯新型塑料，該聚合物在比重，耐熱性，透明度和收縮率等方面均優(yōu)于現(xiàn)有的聚苯乙烯塑料。此外對甲基苯乙烯可與其它單體共聚，可提高某些聚合物的耐熱性和阻燃性，可大量用于工程塑料，醇酸樹脂涂料等方面的制造，因而受到廣泛重視。

長期以來還沒有獲取高濃度的對甲基乙苯的滿意方法，要獲得對位的產品，必須有一種性能良好的擇形催化劑，要求沸石催化劑的孔道尺寸、晶粒大小和孔內酸中心強度合適，以及外表面的酸性得到抑制，有可能使甲苯烷基化反應打破對位甲基乙苯、間位甲基乙苯、鄰位甲基乙苯產物的熱力學平衡濃度分布，主要生成對位甲基乙苯。催化理論推測認為經化學改性的ZSM-5分子篩可以使甲苯和乙烯氣相烷基化反應突破熱力學平衡的限制，能獲得90％以上濃度的對甲基乙苯，并且基本上不生成鄰、間位甲基乙苯。近年來，這一課題的研究引起了各公司與科研機構的廣泛興趣，而且已經取得了一定進展，若能獲得進一步的成功，將對對甲基乙苯的生產工藝產生巨大變革，對節(jié)約能源，簡化設備，降低生產成本，提高經濟效益都有非常重要的意義。

為了提高產物中對甲基乙苯的選擇性，許多專利披露在分子篩催化劑中條件一些擇形劑進行修飾，如USP5173461，4950835，4927979，4465886等采用硅對催化劑進行修飾。USP4548914披露首先用Mg，Ca或P對ZSM-5進行修飾，然后水處理可提高產物中對甲基乙苯的選擇性。EP296582披露對沸石催化劑先用P進行處理，然后用Mg，Co，Si和堿土處理也可提高產物中對甲基乙苯選擇性。US005698756A使用甲基硅油聚合物(Dow-550)對Si/Al＝26的HZSM-5分子篩進行改性，每次負載7.8％的硅油聚合物，總共改性4次，然后在硝酸鈉溶液中交換三次，再在200℃下進行干燥而得催化劑。催化劑考評條件為：溫度450℃，甲苯空速5h^–1，苯烯比4，總壓0.7MPa；在甲苯轉化率為15.45％的情況下取得了對甲基乙苯的總選擇性大于77％效果，但還存在較少量的間位和鄰位的甲基乙苯產物。

以上文獻基本都是利用ZSM-5分子篩進行改性等處理來制備成催化劑，雖然都較好的提升了對甲基乙苯的對位選擇性，但是總產物選擇性和甲苯轉化率還是較低，還不能滿足實際生產的需求，從而限制了其工業(yè)化應用。如果能從總產物的選擇性和甲苯轉化率等關鍵因素的研究入手，設計性能更優(yōu)異的烴化催化劑，則可以很好的滿足實際生產的需要，擴大其工業(yè)化應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種烷基化反應用催化劑及其制備方法和應用。該催化劑用于甲苯和乙烯烷基化反應制備對甲苯乙烯，或苯和乙烯烷基化反應制備乙苯中，能夠在獲得較高的苯或甲苯轉化率的同時，極大的抑制烷基轉移等副反應，提高反應產物對甲基乙苯或乙苯的選擇性以及原料甲苯或苯的轉化率。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種烷基化反應用催化劑，其特征在于，主要由以下重量百分比的原料制成：氧化鋁30％～70％，改性氫型EU-1分子篩30％～70％；所述改性氫型EU-1分子篩為經檸檬酸改性的氫型EU-1分子篩，改性前所述氫型EU-1分子篩的SiO₂/Al₂O₃摩爾比為40～80，晶粒尺寸為0.5μm～1μm。

上述的一種烷基化反應用催化劑，其特征在于，改性前所述氫型EU-1分子篩的SiO₂/Al₂O₃摩爾比為40～60，晶粒尺寸為0.8μm～1μm。

上述的一種烷基化反應用催化劑，其特征在于，所述氫型EU-1分子篩的SiO₂/Al₂O₃摩爾比為40。