[發明專利]MWW結構分子篩催化劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610440825.4
• 申請日: 2016-06-18
• 公開（公告）號: CN107511175B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 楊為民;王振東;孫洪敏;張斌
• 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上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;C07C15/073;C07C15/085;C07C2/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種MWW結構分子篩催化劑、制備方法及應用。所述MWW結構分子篩催化劑，以重量份數計，包括以下組份：a)92～99份的MWW結構分子篩；b)1～8份的硅鋁膠粘結劑；所述硅鋁膠粘結劑是通過硅源、鋁源和堿接觸的步驟獲得的。

技術領域

本發明涉及一種MWW結構分子篩催化劑、制備方法及應用。

背景技術

MWW結構分子篩是一類以MWW結構片層為基本單元的分子篩材料的總稱，MWW結構分子篩之間的差別在于其層間距不同及層與層結合方式的不同。最重要的一個MWW結構分子篩是MCM-22。

MCM-22分子篩是美國Mobil公司的研究人員于1990年合成的一種新型硅鋁分子篩材料。該分子篩具有兩套獨立的互不相通的10元環孔道體系：一套二維正弦型交叉孔道，孔道截面為橢圓形，孔徑0.41納米×0.51納米；另一套十元環孔道孔徑0.40納米×5.5納米，且孔道包含尺寸為0.71納米×0.71納米×1.82納米的圓柱形12元環超籠；此外，MCM-22分子篩還具有碗狀的12元環碗狀半超籠位于分子篩晶體的外表面。MCM-22分子篩具有良好的熱穩定性、水熱穩定性和獨特的酸性質，使得MCM-22分子篩在工業催化中有重要應用，以MCM-22分子篩為活性組分制得的催化劑已經成功應用于苯與乙烯液相烷基化制乙苯工藝和苯與丙烯液相烷基化制異丙苯(枯烯)工藝。

然而，在苯與乙烯液相烷基化制乙苯和苯與丙烯液相烷基化制異丙苯(枯烯)反應中，反應物分子在MWW結構分子篩的10元環孔道中的擴散阻力大，容易發生過度烷基化生成多烷基苯，進而積炭失活。因此，位于MWW結構分子篩的10元環孔道中的酸性位對反應物的轉化幾乎沒有貢獻，烷基化反應主要發生在位于晶體外表面的12元環碗狀半超籠中。

特別地，為了滿足工業應用的要求，需將分子篩與粘結劑、造孔劑等添加劑混合成型，制成具有一定尺寸、形狀和強度的催化劑。但是，粘結劑的加入更會覆蓋分子篩的活性中心，同時會限制催化劑中作為活性組分的分子篩的含量，一般分子篩的含量低于80質量％。因此，在商品化的成型的MWW結構分子篩催化劑中的活性中心的數量遠低于成型前的MWW結構分子篩。

為了克服催化劑中含有粘結劑、活性中心少的問題，文獻CN102039157A公開了一種無粘結劑MCM-22分子篩催化劑的制備方法，通過氣相轉晶將粘結劑轉化為MCM-22分子篩。然而，該方法轉晶所需時間長達20～300小時。雖然其聲稱合成的無粘結劑MCM-22分子篩強度高達180牛頓/顆，但本發明的發明人通過大量的實驗發現，催化劑強度對催化性能影響顯著。在苯與烯烴液相烷基化制烷基苯的反應中，催化劑的抗壓強度并不是越高越好，需要尋找合適的抗壓強度才能保證催化劑的催化性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術采用硅溶膠、氧化鋁為粘結劑，存在粘結劑用量大時催化劑強度過高、分子篩含量低、催化活性低，粘結劑用量小時催化劑強度低，粉化嚴重；而二次晶化所需時間長的問題。本發明提供一種新的MWW結構分子篩催化劑。該催化劑以硅鋁膠為粘結劑，使用非常少量的粘結劑就可以實現分子篩的成型，直接制得了分子篩含量不低于95％的MWW結構分子篩催化劑，無需二次晶化即可得到強度高、活性好的催化劑，符合苯與乙烯和苯與丙烯液相烷基化反應對催化劑的要求，適合大規模工業生產。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下：一種MWW結構分子篩催化劑，以重量份數計，包括以下組份：

a)92～99份的MWW結構分子篩；

b)1～8份的硅鋁膠粘結劑；

所述硅鋁膠粘結劑是通過硅源、鋁源和堿接觸的步驟獲得的；硅源以SiO₂計，鋁源以Al₂O₃計，堿硅摩爾比堿/SiO₂＝0～0.3，硅鋁摩爾比SiO₂/Al₂O₃＝25～85。