[發明專利]含MFI拓撲學結構硅分子篩的催化劑及其制備方法及應用和氣相貝克曼重排反應方法

在審

• 申請號: 202010635831.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111790433A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 程時標;何怡璇;蔣肇斌;張忠光
• 申請（專利權）人: 浙江恒瀾科技有限公司
• 主分類號: B01J29/035
• 分類號: B01J29/035;B01J35/02;C01B39/48;C07D201/04;C07D223/10
• 代理公司: 北京澤南知識產權代理有限公司 11656
• 代理人: 羅攀;李雪

1.一種含MFI拓撲學結構硅分子篩的催化劑，所述催化劑包含MFI拓撲學結構硅分子篩和任選的粘結劑；以催化劑的干基重量為基準，所述催化劑中，以干基重量計的所述分子篩的含量為70-100重量％，以氧化物計的所述粘結劑的含量為0-30重量％；所述催化劑的壓碎強度為15-60N/顆粒；

所述分子篩含有金屬元素，所述金屬元素的離子具有Lewis酸特性；以分子篩的總量為基準，所述分子篩中，所述金屬元素的含量為5-100μg/g。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其中，所述金屬元素選自過渡金屬元素、第IIIA族和第IVA族元素中的至少一種；

優選地，所述過渡金屬元素選自第IB族、第IIB族、第IVB族、第VB族、第VIB族、第VIIB族和第VIII族金屬元素中的至少一種；

優選地，所述金屬元素選自Al、Ga、Ge、Ce、Ag、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Pd、Pt、Cr、Fe、Au、Ru、Rh、Pt、Rh、Ti、Zr、V、Mo和W元素中的至少一種；

進一步優選地，所述金屬元素具有+3價的離子價態和/或+4價的離子價態；

進一步優選地，所述金屬元素為Fe、Al、Ga、Cr、Ti、Zr和Ce元素中的至少一種。

3.根據權利要求1或2所述的催化劑，其中，以分子篩的總量為基準，所述分子篩中，所述金屬元素的含量為6-90μg/g，優選為30-80μg/g；

優選地，所述分子篩的BET比表面積為400-500m²/g，優選為420-450m²/g；

優選地，所述分子篩的晶粒粒徑為0.1-0.3μm，優選為0.1-0.25μm；

優選地，所述分子篩的外比表面積為35-60m²/g，優選為30-50m²/g。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的催化劑，其中，所述催化劑的粒徑為0.5-3mm，優選為0.8-2.5mm；

優選地，所述催化劑的壓碎強度為20-60N/顆粒；

優選地，以催化劑的干基重量為基準，所述催化劑中，以干基重量計的所述分子篩的含量為70-95重量％，以氧化物計的所述粘結劑的含量為5-30重量％；

優選地，所述粘結劑為氧化硅。

5.一種含MFI拓撲學結構硅分子篩的催化劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將正硅酸乙酯、乙醇、金屬源、四丙基氫氧化銨和水混合，得到膠體混合物；其中，以SiO₂計的正硅酸乙酯、乙醇、四丙基氫氧化銨和水的摩爾比為1：(4-25)：(0.05-0.45)：(6-100)；以SiO₂計的正硅酸乙酯與以金屬元素計的金屬源的重量比為(10000-200000)：1；

(2)將所述膠體混合物進行兩段變溫乙醇-水熱體系晶化，所述兩段變溫乙醇-水熱體系晶化的條件包括：在40-80℃下晶化0.5-5天，然后在80-130℃下晶化0.5-5天；

(3)將步驟(2)得到的晶化母液依次進行過濾和干燥，得到分子篩原粉；

(4)將所述分子篩原粉粉碎后，任選地與粘結劑混合，然后進行轉動成型，得到球形顆粒；

(5)將所述球形顆粒進行焙燒后，與含氮化合物的堿性緩沖溶液接觸，然后進行干燥；

所述金屬源中的金屬元素的離子具有Lewis酸特性。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，以SiO₂計的正硅酸乙酯、乙醇、四丙基氫氧化銨和水的摩爾比為1：(4-15)：(0.06-0.3)：(15-49)；

優選地，以SiO₂計的正硅酸乙酯與以金屬元素計金屬源的重量比為(10000-100000)：1。