[發明專利]一種芳烴和合成氣烷基化催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610966741.4
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN107999118B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 趙斌;顧昊輝;梁戰橋;劉中勛;吳巍;阮遲;蓋月庭;康承琳;周震寰
• 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: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;B01J29/40;B01J29/46;B01J29/78;C07C15/06;C07C15/073;C07C15/08;C07C2/86
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明涉及芳烴和合成氣的烷基化領域，公開了一種芳烴和合成氣烷基化催化劑及其制備方法與應用。該催化劑包括載體和負載在載體上的活性組分；A)所述的載體包含20～80重量％的MFI結構氫型分子篩或IMF結構氫型分子篩，以及20～80重量％的氧化鋁；B)所述的活性組分包括以載體為基準計的含量為1～50重量％的第一金屬和含量為1～20重量％的第二金屬；所述第一金屬為鋅，所述第二金屬選自鉻、銅、鎂和銀中的至少一種，所述的芳烴為苯或甲苯。該催化劑用于芳烴與合成氣的烷基化反應，特別是苯和合成氣的烷基化反應具有較好的反應性能。

技術領域

本發明涉及芳烴和合成氣的烷基化領域，具體地，涉及一種芳烴和合成氣烷基化催化劑，制備該烷基化催化劑的方法，以及芳烴和合成氣烷基化的方法。

背景技術

甲苯和二甲苯，尤其是對二甲苯都是聚酯工業中重要的原料，其主要來源為石化工業中的重整生成油以及乙烯裂解副產物。相對而言，苯的來源更加廣泛，除了來自于石油工業外，煉焦、鋼鐵以及煤化工均有苯產品產出。同時由于國際上對燃料油環保要求越來越高，汽油中的苯含量也受到越來越多的限制，可以預期在未來市場上，苯的產能將趨于飽和。但是同時，隨著石油資源的日趨枯竭，甲苯和二甲苯的來源則將日益緊張。

目前利用苯生產甲苯的絕大多數的方法是使用甲醇作為烷基化試劑，如CN102746095A公開了一種苯和甲醇或二甲醚制石油級甲苯的方法，以苯和甲醇或二甲醚為原料，在反應溫度250～600℃，反應壓力為0.05～5.0MPa、原料重量空速0.3～15h^-1條件下，原料在固體酸催化劑上發生烷基化反應，生成石油級甲苯。其中固體酸催化劑選自ZSM-5、ZSM-12、絲光分子篩、USY、β分子篩、UZM分子篩、EU-1分子篩或MCM-41分子篩中的至少一種；固體酸催化劑含有選自Mg、Ca、Ba、Zn、Ga、Mo、Ni、Co、W、Cu、Fe、Zr、Ti、Pt、Pd、Sn、Pb、La或Ce的金屬元素中的至少一種；固體酸催化劑含有選自P、S、Cl、B的非金屬元素中的至少一種。另外，在反應體系中可以通入一種或幾種選自氫氣、氮氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等氣體作為稀釋氣，稀釋氣與原料中苯的摩爾比小于10.0。使用甲醇或二甲醚作為烷基化試劑的缺陷是，由于在酸性催化劑的作用下，甲醇或二甲醚自身的活性較高，從而發生較多的副反應，導致產物中尤其水相產物中酸性較高，難于處理。

US4487984公開了一種合成烷基芳烴化合物的方法，將芳烴化合物與氫氣和CO的混合物相反應，其中催化劑包括(1)銅、鋅、鋁或鉻的復合氧化物；(2)無定形或結晶硅鋁酸鹽(氧化鋁：氧化硅比大于2：1)，得到反應產物烷基芳烴化合物。反應條件包括200～400℃和壓力1～200atm；氫氣：CO摩爾比＝1：1～5：1；芳烴化合物包括苯，烷基芳烴化合物為含有甲苯、乙苯、二甲苯和異丙基苯，或者芳烴化合物包括甲苯，烷基芳烴化合物為含有二甲苯、p-乙基甲苯、m-乙基甲苯、o-乙基甲苯、p-異丙基甲苯、m-異丙基甲苯、o-異丙基甲苯。優選所述催化劑含有復合物和硅鋁酸鹽的分離層。

US4665238公開了一種合成烷基芳烴化合物的方法，將芳烴化合物與氫氣和CO的混合物相反應，其中催化劑包括(1)銅和鉻的復合氧化物；(2)無定形或結晶硅鋁酸鹽(氧化鋁：氧化硅比大于2：1)，得到反應產物烷基芳烴化合物。反應條件包括200～500℃和壓力1～400atm；氫氣：CO摩爾比＝1：1～20：1；芳烴化合物包括苯，烷基芳烴化合物為含有甲苯、乙苯、二甲苯和異丙基苯，或者芳烴化合物包括甲苯，烷基芳烴化合物為含有二甲苯、p-乙基甲苯、m-乙基甲苯、o-乙基甲苯、p-異丙基甲苯、m-異丙基甲苯、o-異丙基甲苯。其中復合物中氧化鋅重量含量為10～99％，氧化鉻的重量含量為1～99％。硅鋁酸鹽包括Y、X或L分子篩或絲光分子篩或五元結晶硅鋁酸鹽。