[發(fā)明專利]一種改性IM-5分子篩及其制備方法和應(yīng)用以及甲苯甲醇烷基化反應(yīng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610507499.4
• 申請(qǐng)日: 2016-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107552086B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫敏;王永睿;慕旭宏;舒興田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01J29/70
• 分類號(hào): B01J29/70;C07C2/86;C07C15/08;C01B39/02
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國(guó)平;顧映芬

本發(fā)明涉及分子篩制備領(lǐng)域，具體涉及一種改性IM?5分子篩及其制備方法和應(yīng)用以及甲苯甲醇烷基化反應(yīng)的方法，改性IM?5分子篩的制備方法包括：將改性劑溶液與H?IM?5分子篩進(jìn)行接觸，然后將接觸得到的固體物料進(jìn)行焙燒，其中，所述改性劑溶液含有季銨陽(yáng)離子、季鏻陽(yáng)離子以及至少一種鑭系金屬化合物，且所述改性劑溶液呈堿性，且接觸的溫度為70?200℃。本發(fā)明提供的改性IM?5分子篩以改性IM?5分子篩總量為基準(zhǔn)，以氧化物計(jì)，磷含量為0.1?15重量％，鑭系金屬元素含量為0.1?20重量％。將本發(fā)明提供的改性IM?5分子篩應(yīng)用于甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中具有失活速率慢，催化活性高和二甲苯、三甲苯選擇性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子篩制備領(lǐng)域，具體涉及一種改性IM-5分子篩、一種改性IM-5分子篩的制備方法、由該制備方法得到的改性IM-5分子篩、改性IM-5分子篩在甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用和一種甲苯甲醇烷基化反應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

IM-5分子篩是由Suk Bong Hong等人(USP6136290)利用吡咯烷類雙季銨鹽類模板劑導(dǎo)向首先合成的，具有二維十元環(huán)的孔道結(jié)構(gòu)，第三維方向上有尺寸較大的有限孔道，其孔道結(jié)構(gòu)與ZSM-5分子篩有相似之處，同時(shí)該分子篩還存在一個(gè)12元環(huán)的籠型結(jié)構(gòu)，與ZSM-5相比又有不同之處。其酸和Lewis酸量與TUN結(jié)構(gòu)分子篩接近，酸和Lewis酸量比(B/L)與ZSM-5分子篩接近。

IM-5分子篩在許多反應(yīng)中都已表現(xiàn)出了很好的催化性能。USP6344135和USP6667267報(bào)道了含IM-5的催化劑在加氫裂化中的應(yīng)用，其能提高加氫裂化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)提高汽油的產(chǎn)率。

USP6007698報(bào)道了含IM-5的催化劑在催化裂化中的應(yīng)用，該催化劑能有效提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)提高丙烯的產(chǎn)率。US6306286B1報(bào)道了含磷改性的IM-5催化劑在催化裂化中應(yīng)用，含磷改性的IM-5催化劑能夠提高產(chǎn)物中汽油的收率和丙烯的選擇性。CN1214962A報(bào)道了含沸石IM-5的催化劑能有效改善烷屬烴物料流點(diǎn)。

另外，近年來(lái)精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭，二甲苯和三甲苯的各種異構(gòu)體應(yīng)用面越來(lái)越廣。二甲苯是重要的化工原料中間體，其中對(duì)二甲苯相對(duì)價(jià)格較高，主要用來(lái)生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸，進(jìn)而生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸乙二酯等；間二甲苯用來(lái)生產(chǎn)間苯二甲酸；鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐，進(jìn)而生產(chǎn)各種塑料增塑劑。三甲苯也是重要的化工原料，用偏三甲苯生產(chǎn)的偏苯三酸酐(偏酐)附加值高，應(yīng)用范圍廣。將IM-5分子篩應(yīng)用到甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中，可以在一定程度上提高二甲苯和三甲苯的選擇性。

為拓展IM-5分子篩的應(yīng)用，一般需要對(duì)其進(jìn)行改性，然而對(duì)IM-5分子篩的改性研究報(bào)道較少，且多以參照Z(yǔ)SM-5分子篩的改性方法進(jìn)行，如金屬氧化物改性、非金屬氧化物改性、水熱處理等。

CN102205251A公開(kāi)了一種磷改性的IM-5分子篩，其以P₂O₅計(jì)的磷含量為5-9質(zhì)量％，所述磷改性的IM-5分子篩的制備方法為：在分子篩制備過(guò)程中引入磷元素進(jìn)行改性，所使用的含磷化合物選自磷酸、磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、三苯基磷和磷酸三甲酯，引入的方法可采用浸漬法、機(jī)械混合法。將磷改性的IM-5分子篩應(yīng)用于甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中，雖然在一定程度上減少甲苯甲醇甲基化反應(yīng)中的副反應(yīng)，但甲苯轉(zhuǎn)化率降低。

吉林大學(xué)2013潘博碩士論文中研究了非金屬氧化物SiO₂、P₂O₅改性IM-5分子篩和金屬氧化物MgO改性IM-5分子篩在甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中的性能。MgO改性IM-5分子篩可以提高對(duì)二甲苯選擇性和二甲苯總選擇性，但經(jīng)過(guò)6h反應(yīng)甲苯轉(zhuǎn)化率僅能維持在24％左右；SiO₂、P₂O₅改性IM-5分子篩與未改性IM-5分子篩反應(yīng)性能接近。