[發(fā)明專利]用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)的催化劑、苯乙烯制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811443277.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109529910B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐力;許磊;李沛東;韓喬;袁揚揚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J29/04
• 分類號: B01J29/04;C07C15/46;C07C2/86
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 胡璇

本發(fā)明公開了一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)的催化劑、苯乙烯制備方法，該催化劑包括：有序介孔分子篩催化劑和甲醇無氧脫氫催化劑；所述有序介孔分子篩催化劑中摻雜堿金屬離子。該催化劑一方面利用甲醇無氧脫氫催化劑較好的脫氫性能，產(chǎn)生真正的烷基化試劑甲醛，另一方面利用堿金屬離子改性的介孔分子篩催化劑優(yōu)異的側(cè)鏈烷基化性能，得到產(chǎn)物苯乙烯和乙苯，從而獲得較高的甲苯轉(zhuǎn)化率和苯乙烯乙苯選擇性。本發(fā)明另一方面還提供了使用了該催化劑的苯乙烯制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)的催化劑、苯乙烯制備方法，屬于化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

苯乙烯(ST)作為重要的芳烴化學(xué)品，主要用于生產(chǎn)聚苯乙烯(PS)、發(fā)泡級聚苯乙烯(EPS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)等化工產(chǎn)品。

目前工業(yè)上生產(chǎn)苯乙烯的主流技術(shù)為乙苯脫氫法，包含苯和乙烯烷基化生成乙苯和乙苯脫氫制苯乙烯兩個步驟。除工藝流程較長以外，乙苯脫氫法還存在副反應(yīng)多、能耗大以及過度依賴石油資源等問題，使得苯乙烯生產(chǎn)新工藝的開發(fā)成為化工領(lǐng)域的一個研究熱點。

在眾多研究中，甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化制苯乙烯技術(shù)體現(xiàn)出很好的工業(yè)應(yīng)用前景，文獻(xiàn)報導(dǎo)中用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)的催化劑中研究較多的是基于X型分子篩進行改性的催化劑(如U.S.P.4140726，CN 103917504A，Catal.Today,2014,226,117)。

盡管如此，X型分子篩由于其較差的水熱穩(wěn)定性，導(dǎo)致催化劑的穩(wěn)定性仍有待改進，并限制了該工藝技術(shù)的進一步發(fā)展應(yīng)用。

因此，如何提高甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化催化劑的反應(yīng)穩(wěn)定性是目前亟待解決的問題。此外，該工藝還存在甲苯轉(zhuǎn)化率低、甲醇分解嚴(yán)重等問題。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)的催化劑，該催化劑一方面利用甲醇無氧脫氫催化劑較好的脫氫性能，產(chǎn)生真正的烷基化試劑甲醛，另一方面利用堿金屬離子改性的介孔分子篩催化劑優(yōu)異的側(cè)鏈烷基化性能，得到產(chǎn)物苯乙烯和乙苯，從而獲得較高的甲苯轉(zhuǎn)化率和苯乙烯乙苯選擇性。

所述用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)的催化劑，其特征在于，包括：有序介孔分子篩催化劑和甲醇無氧脫氫催化劑；所述有序介孔分子篩催化劑中摻雜堿金屬離子；所述甲醇無氧脫氫催化劑負(fù)載在所述有序介孔分子篩表面。

本領(lǐng)域技術(shù)人員，可根據(jù)需要選擇上述兩種催化的用量?，F(xiàn)有各類用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)制苯乙烯的催化劑中，包含二者即可發(fā)揮作用。堿性分子篩催化劑和負(fù)載型硼催化劑可以為商業(yè)渠道購買，也可以為采用現(xiàn)有方法制備。

有序介孔分子篩催化劑和甲醇無氧脫氫催化劑混合時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要，按現(xiàn)有工藝進行混合、摻雜或負(fù)載。

可選地，所述堿金屬離子在有序介孔分子篩中的摻雜量為0.5～20％；所述堿金屬離子在有序介孔分子篩中的摻雜量以堿金屬元素的質(zhì)量計。

優(yōu)選地，所述堿金屬離子在有序介孔分子篩中的摻雜量為1～15％；

更優(yōu)選地，所述堿金屬離子在有序介孔分子篩中的摻雜量為5～10％。

負(fù)載量的下限可選自0.5％、1％、2％、3％、4％、5％；負(fù)載量的上限可選自7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。

可選地，所述有序介孔分子篩催化劑為MCM-41分子篩；所述堿金屬離子選自鉀離子、銣離子或銫離子中的至少一種。

可選地，所述甲醇無氧脫氫催化劑選自金屬氧化物中的至少一種；

所述金屬氧化物選自銅的氧化物、銀的氧化物、鋅的氧化物或鋯的氧化物中的至少一種。