[發(fā)明專利]用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化的分子篩催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010104136.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113275032A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃偉;王大志;王斌;溫月麗;郝春瑤;李慧君;劉鈺華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/08
• 分類號(hào): B01J29/08;C07C2/86;C07C15/073;C07C15/46
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 朱玲艷

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化的分子篩催化劑，包括NaX型分子篩和負(fù)載在其上的Na₃PO₄或Na₂HPO₄。本發(fā)明提供的分子篩催化劑可有效催化甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化反應(yīng)。本發(fā)明還提供了一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化的分子篩催化劑的制備方法，該方法簡(jiǎn)便易行，且成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化生產(chǎn)苯乙烯的技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化的分子篩催化劑。此外，本發(fā)明還涉及該催化劑的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

苯乙烯是工業(yè)上重要的單體，可用于生產(chǎn)許多聚合物，例如，橡膠和塑料。當(dāng)前，苯乙烯的生產(chǎn)方法主要需要兩個(gè)步驟：首先是用乙烯進(jìn)行苯烷基化生產(chǎn)乙苯，然后將乙苯脫氫為苯乙烯，該工藝過(guò)程通常在高溫(高于600℃)下進(jìn)行，吸熱、能耗大且熱力學(xué)受限。此外，這種由乙苯生產(chǎn)苯乙烯的方法還存在一些主要的環(huán)境問(wèn)題，例如，排放有害的溫室氣體。

甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化是一項(xiàng)在溫和條件下實(shí)現(xiàn)一步法生產(chǎn)苯乙烯的前瞻性技術(shù)。這種生產(chǎn)苯乙烯的方法減少了溫室氣體的排放，并且相對(duì)節(jié)能。

到目前為止，許多研究人員已經(jīng)使用不同的分子篩催化劑進(jìn)行了甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化，特別是CsX分子篩催化劑，然而，這些催化劑的生產(chǎn)成本很是昂貴。NaX型分子篩便宜得多，因此，人們期望可以使用NaX型分子篩來(lái)進(jìn)行甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化。

CN 109395767 A中公開(kāi)了一種K₃PO₄/NaX催化劑，其制備方法是：a)將NaX型分子篩和K₃PO₄溶液按比例混合，在80℃水浴下攪拌2h，抽濾，得到固體I；b)將步驟a)所得的固體I按比例加入K₃PO₄溶液混合，在80℃水浴下攪拌2h，抽濾，得到固體II；c)將步驟b)所得的固體II按比例加入K₃PO₄溶液混合，在80℃水浴下攪拌2h，抽濾，得到固體III；在80℃條件下，將固體III干燥12h，焙燒3h。

該方法要求將NaX型分子篩與K₃PO₄溶液交換三次并洗滌三次來(lái)制備K₃PO₄/NaX催化劑，步驟復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉且可有效催化甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化生產(chǎn)苯乙烯的分子篩催化劑。

本發(fā)明的第一方面涉及一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化的分子篩催化劑，具體而言，涉及用Na₃PO₄或Na₂HPO₄改性的NaX型分子篩催化劑，被稱為Na₃PO₄(或Na₂HPO₄)/NaX。

本發(fā)明的分子篩催化劑包括NaX型分子篩和負(fù)載在其上的Na₃PO₄或Na₂HPO₄。

在一些實(shí)施例中，所述NaX型分子篩的Si/Al比約為1-10，比表面積約為40m²/g～600m²/g。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述NaX型分子篩的Si/Al比約為1.24，比表面積約為527m²/g。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述分子篩催化劑的目數(shù)為40～60目。

本發(fā)明的第二方面涉及一種用于甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化的分子篩催化劑的制備方法，包括以下步驟：