[發明專利]MCM-22分子篩及其制備方法、采用分子篩催化的苯的烷基化反應方法

有效

• 申請號: 202011069596.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN114314607B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李菁;呂建輝;田艷明;劉長清;趙胤;鄧廣金;田月;邱寶軍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C01B39/48
• 分類號: C01B39/48;C01B39/04;B01J29/70;C07C2/66;C07C15/073
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發明提供了一種MCM?22分子篩及其制備方法、采用分子篩催化的苯的烷基化反應方法。該制備方法包括：步驟S1，將硅源、模板劑加入鋁源、水和堿源的混合體系中進行第一混合，得到第一混合物；步驟S2，將第一混合物進行水熱晶化，得到NaMCM?22分子篩原粉；以及步驟S3，對NaMCM?22分子篩原粉進行洗滌、離子交換、焙燒以及成型，得到MCM?22分子篩，鋁源為鋁酸鈉或硫酸鋁。通過對鋁源以及硅鋁的加入順序進行控制，得到晶粒大小可控、酸度可控的NaMCM?22分子篩原粉，進而實現其大規模生產，進一步地提高了MCM?22分子篩催化苯的烷基化反應的效果。

技術領域

本發明涉及分子篩制備技術領域，具體而言，涉及一種MCM-22分子篩及其制備方法、采用分子篩催化的苯的烷基化反應方法。

背景技術

1990年美國Mobil公司首次報道的MCM-22分子篩為具有層狀結構的分子篩，它具有?MWW拓撲結構，層面之間以氧橋相連，MCM-22分子篩具有兩套獨立的、彼此不相聯通的孔道體系。一套為橢圓形十元環二維正弦孔道，孔徑為0.41～0.54nm；另一套具有尺寸為0.71×0.71×1.82nm的圓柱形十二元環超籠，超籠通過略扭曲的十元環窗口與外界連通，?MCM-22分子篩的晶體表面還具有碗狀的十二元環半超籠，其超籠結構特點可以允許大分子物質通過，從而使其不易發生積碳導致的失活現象。由于MCM-22分子篩獨特的孔道對分子的擴散有較強的限制，從而使其具有比較好的擇形效果，尤其對大分子反應物具有特殊的催化反應效應。因此，MCM-22分子篩被廣泛應用在苯的烷基化反應、芳構化反應以及催化裂化等大分子的反應中。

目前，合成MCM-22分子篩主要采用水熱靜態法或動態合成方法，使用的多為實驗室用的小體積反應釜，其不僅投料較少、僅能得到克級產品，而且不同批次MCM-22分子篩產品存在結晶度、晶粒大小等一系列差異，且MCM-22分子篩合成體系很不穩定導致其無法大批量合成，從而使其無法滿足大規模工業催化性能評價測試的需要，此外，目前合成的MCM-22?分子篩作為催化劑，尤其是作為苯的烷基化反應的催化劑時，存在催化效率低的問題。

如專利申請公開號為CN103803577的中國專利申請公開了一種小晶粒薄層MCM-22分子篩的制備方法。該方法采用100mL的晶化釜，加入重水制備了合格的MCM-22分子篩，但是重水價格昂貴，不適合大批量生產，且反應釜體積小，產物產量少，同時該專利也沒有報道催化性能應用的數據。專利申請公開號為CN1699170A的中國專利申請公開了一種納米MCM-22分子篩的制備方法。該方法采用200mL的反應釜，用己內酰胺加氫的產物(六亞甲基亞胺、水、少量副產物和剩余的己內酰胺)作為模板劑，有機添加劑十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇最為添加劑，合成出了薄層厚度為20～100納米的MCM-22分子篩，但該合成條件較苛刻，反應釜體積小，產物產量少。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種MCM-22分子篩及其制備方法、采用分子篩催化的苯的烷基化反應方法，以解決現有技術中的MCM-22分子篩的催化效果差以及無法大規模生產的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種MCM-22分子篩的制備方法，該制備方法包括步驟S1，將硅源、模板劑加入鋁源、水和堿源的混合體系中進行第一混合，得到第一混合物；步驟S2，將第一混合物進行水熱晶化，得到NaMCM-22分子篩原粉；以及步驟S3，對NaMCM-22分子篩原粉進行洗滌、離子交換、焙燒以及成型，得到MCM-22分子篩，鋁源為鋁酸鈉或硫酸鋁。

進一步地，上述步驟S1包括步驟S11，將鋁源、水和堿源進行第二混合，得到混合體系；步驟S12，將硅源、模板劑滴加入混合體系中，得到第一混合物，優選滴加的速度為?5～15mL/min，優選第一混合的攪拌轉速為100～500r/min，優選第二混合的攪拌轉速為?200～600r/min。