[發明專利]一種具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710032237.1
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106807442A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 李軍輝;黃孟凱;黃海;呂建寧
• 申請（專利權）人: 惠生工程（中國）有限公司
• 主分類號: B01J29/80
• 分類號: B01J29/80;C07C2/86;C07C15/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，該催化劑包括載體和改性助劑，其中載體含量為60～90wt％，改性助劑含量為10～40wt％，所述的載體為無粘結劑的共生分子篩。

2.根據權利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，所述的載體含量為70～90wt％，改性助劑含量為10～30wt％。

3.根據權利要求1或2所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，所述的無粘結劑的共生分子篩選自ZSM-5/ZSM-48、ZSM-5/ZSM-35、ZSM-5/ZSM-22、ZSM-5/ZSM-11中的一種。

4.根據權利要求1或2所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，所述的改性助劑選自鈰、鑭、鎳、鎂、鉻、鉑、鈣、磷、鐵、硅、硼、鈀、銻、鈷中的一種或幾種元素的氧化物。

5.根據權利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，所述的催化劑形狀為圓柱狀或球狀，以所測催化劑圓柱界面直徑或球狀直徑1.5毫米計，催化劑壓碎強度平均值為65～200牛/厘米。

6.根據權利要求3所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，所述的無粘結劑的共生分子篩通過以下方法制得：

(1)以步驟(1)中各組分混合后的總重量計：把10～80％的共生分子篩原粉、用作粘結劑的1.0～10％的鋁化合物和15～80％的氧化硅、0～10％堿性物質、0.2～5.0％田青粉或甲基纖維素混合、成型、干燥后，得到混合物Ⅰ，其中混合物Ⅰ中的鋁化合物含量小于氧化硅的含量；

(2)將混合物Ⅰ放入模板劑蒸汽中，在105～200℃進行晶化處理12～200小時后，得到無粘結劑的共生分子篩前體；

(3)無粘結劑的共生分子篩前體經過干燥，在450～700℃下焙燒0.5～10小時，得到無粘結劑的共生分子篩。

7.根據權利要求6所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑，其特征在于，步驟(1)所述的共生分子篩原粉選自ZSM-5/ZSM-48、ZSM-5/ZSM-35、ZSM-5/ZSM-22、ZSM-5/ZSM-11中的一種；共生分子篩原粉的酸密度為0.9～1.5mmol/g；所述的堿性物質選自鈉、鉀、鎂的氧化物、氫氧化物或其弱酸鹽中的至少一種；鋁化合物選自鋁鹽、鋁氧化物、鋁的含水氧化物或鋁的氫氧化物中的至少一種；步驟(2)所述的模板劑選自四丙基氫氧化胺、乙二胺、四丙基溴化銨、乙胺、氨水、己胺、正丁胺、四丁基氫氧化銨、四丁基溴化銨中的至少一種；以步驟(2)中的混合物Ⅰ的重量計，模板劑用量為3～250％；步驟(3)所述的無粘結劑的共生分子篩中的硅鋁原子摩爾比為5.0～300.0：1；無粘結劑的共生分子篩中粘結劑含量小于或等于5.0％。

8.一種如權利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑的制備方法，其特征在于，將載體浸漬于改性元素的前驅體溶液中，充分浸漬、干燥后，經500℃焙燒2小時，得到催化劑產品。

9.一種如權利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑的應用，其特征在于，將催化劑用于甲醇與甲苯甲基化生產對二甲苯的反應，反應條件為：甲醇與甲苯的摩爾比為1:1～1:10，反應壓力為常壓至5.0MPa，反應溫度為350～700℃，水與原料摩爾比為1:2～10:1，其中原料為甲苯和甲醇，甲苯和甲醇的總質量空速為0.5～10.0h^-1。

10.根據權利要求9所述的具有高甲苯甲基化效率的擇形催化劑的應用，其特征在于，甲醇與甲苯甲基化生產對二甲苯的反應采用氫氣或氮氣作為載氣，載氣與原料摩爾比為1:2～10:1；采用固定床反應器或移動床反應器。