[發明專利]一種含UZM-8分子篩的催化劑及其應用

有效

• 申請號: 201610603013.7
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN107661775B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張鳳美;石艷春;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: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;C07C2/66;C07C15/073
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一種含UZM?8分子篩的催化劑，其特征在于所述的UZM?8分子篩，其²⁷Al MAS NMR譜圖中55ppm的四配位鋁峰面積與49ppm的四配位鋁峰面積的比值為3.5～6.0，以其為活性組元的催化劑，在乙烯和苯液相烷基化合成乙苯的反應中，兼顧beta和MCM?22分子篩的優點，既具有較高活性，又具有高的乙苯選擇性。

技術領域

本發明是關于一種含分子篩的催化劑及其應用，確切地說，是關于一種含UZM-8分子篩的催化劑以及在乙烯苯液相烷基化反應中的應用。

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以及分子篩液相法等；而前兩種方法由于環境污染、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。分子篩氣相法催化合成乙苯主要的缺點是二甲苯含量高，影響產品的質量；在一定程度上，可以說分子篩液相法是針對氣相法的不足而發展起來的工藝，由于反應溫度低，從而減少了副反應產物的生成量，特別是大大降低了二甲苯的生成量，提高了乙苯產品的品質。目前，液相合成乙苯工藝已實現工業化的催化劑有Y、Beta和MCM-22分子篩催化劑。

Mobli公司Cheng等(Studies in Surface Science and Catalysis,1999,121:53-60.)通過實驗對比發現(表1)：液相烷基化反應中，Beta分子篩活性最高，乙基化(乙苯、二乙苯、三乙苯合計)選擇性99.7％；MCM-22分子篩選擇性最好，乙基化選擇性達99.9％，乙苯選擇性最高，二乙苯等多乙苯生成很少，二乙苯與乙苯生成量之比接近平衡值，而Beta、Y的二乙苯與乙苯生成量之比均大大超過平衡值；Y型分子篩(USY)由于具有超籠而使其活性和選擇性均較差，乙基化選擇性只有93％。一般來說，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。

US 6756030B1(2004)，US 7268267B2(2007)，US 7713513B2(2010)和US20110077442A1(2011)首次報道了以二甲基二乙基氫氧化銨(DEDMAOH)為模板劑合成出具有MWW拓撲結構的UZM-8分子篩，所用的硅源為正硅酸乙酯等完全解聚的硅源，鋁源為異丙醇鋁。同時，UOP公司對UZM-8分子篩與其他MWW結構分子篩(MCM-22、MCM-49、MCM-56)用于乙烯與苯液相烷基化催化性能進行考察，并發現UZM-8分子篩具有優異的催化活性及乙苯選擇性。由于其所用的硅脂硅源、烷基鋁源大大提高了制備成本，使得UZM-8未大規模應用。