[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于苯與甲醇烷基化反應(yīng)的催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811223607.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109289904A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李貴賢;董鵬;贠宏飛;張永福
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J29/44
• 分類(lèi)號(hào): B01J29/44;B01J29/46;B01J29/12;B01J29/14;B01J29/74;B01J29/76;B01J37/02;B01J37/03;C07C2/86;C07C15/06;C07C15/08
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 陶濤

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于苯與甲醇烷基化反應(yīng)的催化劑及其制備方法，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在浸漬法負(fù)載修飾制備用于苯與甲醇烷基化反應(yīng)的催化劑時(shí)加入了沉淀劑，能夠讓金屬以沉淀的形式高分散在載體表面，再通過(guò)加熱變成金屬氧化物，最后氣相還原得到金屬基烷基化催化劑，用于烷基化時(shí)抑制MTO反應(yīng)甚至讓此副反應(yīng)停止。得到的催化劑由0.05wt%~5.0wt%的Rh、Ni、Ru或Pt和95.0wt%~99.95wt%的分子篩ZSM?5、ZSM?11、NaY、Beta或USY組成。該催化劑能夠從源頭上抑制MTO副反應(yīng)的發(fā)生，減少低碳烯烴的產(chǎn)生，從而克服苯與甲醇烷基化反應(yīng)中催化劑的積碳失活問(wèn)題，穩(wěn)定性良好；而且能夠有效促進(jìn)苯與甲醇烷基化反應(yīng)的進(jìn)行，催化壽命長(zhǎng)，催化活性高，可以實(shí)現(xiàn)煤化工與石油化工耦合循環(huán)快速發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于苯與甲醇烷基化反應(yīng)的催化劑及其制備方法，具體涉及一種利用苯與甲醇的烷基化反應(yīng)制備甲苯、二甲苯的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

甲苯、對(duì)二甲苯均為重要的有機(jī)化工原料，其中，甲苯主要用作有機(jī)溶劑、高辛烷值汽油添加劑以及苯甲酸的制備。對(duì)二甲苯主要用于中間體，進(jìn)行對(duì)苯二酸和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備進(jìn)而生產(chǎn)樹(shù)脂和纖維，同時(shí)也用于制備維生素及其他藥物。

針對(duì)我國(guó)苯的產(chǎn)能過(guò)大以及甲醇產(chǎn)量嚴(yán)重過(guò)剩的現(xiàn)狀，根據(jù)深入實(shí)施煤化工與石油化工耦合循環(huán)發(fā)展戰(zhàn)略，諸多學(xué)者進(jìn)行了苯與甲醇烷基化制芳烴技術(shù)的研究，以期實(shí)現(xiàn)合成附加值更高的甲苯、二甲苯等市場(chǎng)急需的基本有機(jī)化工原料的目標(biāo)，為苯與甲醇烷基化工藝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)還可以為甲苯、對(duì)二甲苯及其下游特色產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展發(fā)揮重要作用，從而為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，為我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出重要貢獻(xiàn)。其中苯與甲醇烷基化反應(yīng)面臨的重要問(wèn)題就是參與反應(yīng)的催化劑容易失活，而甲醇自身反應(yīng)產(chǎn)生低碳烯烴（MTO反應(yīng)），是造成催化劑失活的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決苯與甲醇烷基化反應(yīng)中催化劑容易失活的問(wèn)題，提供一種催化活性高、選擇性高、穩(wěn)定性良好的用于苯與甲醇烷基化反應(yīng)的催化劑的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述方法制備的催化劑。

本發(fā)明一種用于苯與甲醇烷基化反應(yīng)的催化劑的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將金屬的可溶性鹽用去離子水配制成濃度為0.3~3.0mol/L的溶液，然后加入載體，攪拌浸漬3~10h得到A溶液；其中，載體為分子篩ZSM-5、ZSM-11、NaY、Beta或USY中的任意一種；金屬為Rh、Ni、Ru或Pt中的任意一種，金屬的可溶性鹽在載體中的占比為1~8%；

（2）取沉淀劑配制成濃度為0.3~3.0mol/L的B溶液；

（3）在20~70^oC下，將配好的B溶液逐滴滴加到A溶液中，滴加完成后繼續(xù)攪拌浸漬5~24h；所述A溶液與B溶液的體積比為10:3~5；

（4）將步驟（3）所得浸漬液進(jìn)行抽濾，濾渣在80~180^oC下干燥3~30h；

（5）將步驟（4）所得干燥后濾渣用氫氣還原 2~10h，最終得到催化劑樣品。

上述步驟（1）中，金屬的可溶性鹽為氯化銠、硝酸鎳、氯化釕或者氯化鉑。

步驟（2）中，沉淀劑為氨水、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸氫銨或尿素中的任意一種。該沉淀劑應(yīng)與可溶性金屬鹽中金屬陽(yáng)離子形成沉淀物，且被加熱時(shí)可產(chǎn)生氣體，從而對(duì)催化劑孔道大小發(fā)揮調(diào)控作用。

步驟（5）中，氫氣還原壓力優(yōu)選為0.2~5MPa，氫氣還原溫度優(yōu)選為350~650^oC。該優(yōu)選還原條件操作簡(jiǎn)單，在還原過(guò)程中可加強(qiáng)金屬與載體的相互作用、氣相還原以防止金屬流失，從而得到金屬高分散的催化劑。