[發明專利]用于烷基化反應的改性ZSM-5催化劑及其制備方法和應用和對二甲苯的制備方法

有效

• 申請號: 201610890628.2
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN107930677B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 王傳付;朱豫飛
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;C07C2/86;C07C15/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉淼;嚴政

1.一種用于烷基化反應的改性ZSM-5催化劑，包括：ZSM-5分子篩內核和在該ZSM-5分子篩內核外表面形成的全硅分子篩外殼，其中，所述全硅分子篩外殼的孔道與所述ZSM-5分子篩內核的孔道相通，使得所述全硅分子篩外殼未覆蓋所述ZSM-5分子篩內核的孔道，且所述全硅分子篩外殼對烷基化反應具有擇形作用而無反應催化活性；所述ZSM-5分子篩內核中，Si和Al摩爾比為100-500：1，全硅分子篩外殼是采用降低硅源和模板劑的濃度、通過外延生長形成的；相對于100重量份作為內核的ZSM-5分子篩，用于形成所述全硅分子篩外殼的模板劑的用量為5-30重量份，硅源的用量為5-30重量份。

2.根據權利要求1所述的改性ZSM-5催化劑，其中，所述ZSM-5分子篩內核中，Si元素和Al元素的摩爾比為150-400：1；所述全硅分子篩外殼的厚度為0.01-1μm。

3.根據權利要求1或2所述的改性ZSM-5催化劑，其中，所述ZSM-5分子篩內核中，Si元素和Al元素的摩爾比為250-300：1。

4.一種權利要求1-3中任意一項所述的改性ZSM-5催化劑的制備方法，依次包括：

(1)在含水溶劑中，在模板劑存在下，將ZSM-5分子篩和硅源進行水熱合成晶化；

(2)將所述晶化后的產物進行固液分離，并將所得固相進行焙燒，

其中，所述ZSM-5分子篩提供所述ZSM-5分子篩內核，所述硅源提供所述全硅分子篩外殼所需的SiO₂；相對于100重量份作為內核的ZSM-5分子篩，用于形成所述全硅分子篩外殼的所述模板劑的用量為5-30重量份；硅源的用量為5-30重量份。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述硅源為有機硅酯、硅溶膠和二氧化硅中的一種或多種。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，所述硅源的用量使得，形成的改性的ZSM-5催化劑中所述全硅分子篩外殼的厚度為0.01-1μm。

7.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，所述模板劑為四乙基氫氧化胺、四丙基氫氧化胺和四丁基氫氧化胺中的一種或多種。

8.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，相對于100重量份的ZSM-5分子篩，所述模板劑的用量進一步為8-25重量份，硅源的用量進一步為10-20重量份。

9.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，相對于100重量份的ZSM-5分子篩，所述模板劑的用量進一步為10-20重量份。

10.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，相對于100重量份的ZSM-5分子篩，所述含水溶劑的用量為500-5000重量份。

11.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，相對于100重量份的ZSM-5分子篩，所述含水溶劑的用量為1000-2000重量份。

12.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，所述晶化的條件包括：溫度為120-250℃；時間為12-72h。

13.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，所述晶化的條件包括：溫度為150-180℃；時間為24-48h。

14.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，所述焙燒的條件包括：溫度為500-700℃；時間為1-24h。

15.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，所述焙燒的條件包括：時間為4-6h。