[發明專利]一種固體酸催化劑及用于生產甲酚的方法

有效

• 申請號: 202110699477.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113351250B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 朱志榮;趙國慶;賈文志;洪哲
• 申請（專利權）人: 安徽海華科技集團有限公司
• 主分類號: B01J31/18
• 分類號: B01J31/18;B01J27/182;B01J27/185;B01J27/188;B01J29/78;B01J29/80;B01J29/85;B01J35/10;C07C37/16;C07C39/07
• 代理公司: 合肥英特力知識產權代理事務所(普通合伙) 34189
• 代理人: 李偉

本發明涉及一種固體酸催化劑及其用于生產甲酚的方法，該方法以苯酚為原料，通過苯酚與甲醇和/或二甲醚進行臨氫烷基化反應，在固定床反應器或流化床反應器中生成含有鄰、間、對混合甲酚的產物；采用經金屬改性并具有中等酸性的多孔固體酸為臨氫烷基化反應催化劑。相比于目前工業生產使用的苯酚與甲醇的烷基化反應工藝，本發明的甲酚生產工藝具有反應轉化率高，高附加值的間甲酚、對甲酚選擇性高，能耗物耗低，運行穩定性好，環境友好的特點。

技術領域

本發明涉及化工生產技術領域，特別涉及一種固體酸催化劑及用于生產甲酚的方法。

背景技術

鄰、間、對甲酚是甲酚的三種同分異構體，是非常重要的精細化工原料。以甲酚為原料可以衍生出抗氧劑、農藥、樹脂、染料、醫藥、香料等多種產品，其應用涉及國民經濟的多種領域。鄰甲酚、間甲酚和對甲酚均具有眾多的下游產品，具有良好的發展前景和廣闊的市場前景。傳統的甲酚制備方法是天然分離，即從煤油焦中精餾分離得到。然而受限于有限的資源和復雜的工藝，甲酚化學合成工藝被逐漸開發出來。目前主要的甲酚工業生產路線包括，甲苯磺化堿熔法、異丙基甲苯法、甲苯氯化水解法以及苯酚烷基化法。傳統的甲苯磺化堿熔法，技術相對成熟、工藝簡單，但是對環境有較大的污染且對設備腐蝕嚴重。甲苯氯化水解法，工藝技術復雜，生產成本較高，而且是間歇法生產，盡管其產品質量較好，但是不適合大規模地生產。異丙基甲苯氧化法制得的產品純度高，適宜大規模生產，但是技術難度大，生產成本較高。和其他幾種甲酚生產方法相比，苯酚烷基化法因為工藝簡單，產品選擇性較高，成本較低，對環境污染較少，被廣泛地應用于大規模生產，是國內外甲酚生產的主要路線。

中國CN103570505A公開了一種以分子篩為催化劑生產甲酚的方法，該方法以苯酚和甲醇為原料采用MCM-49分子篩為催化劑，在反應溫度200～500℃、進料重量空速WHSV0.5～20h-1反應條件下進行氣相反應，甲酚選擇性可達94％，對位選擇性可達50％。中國專利CN101514144A公開了一種制備鄰甲酚的方法，該方法以苯酚、2,6-二甲酚、甲醇和水混合進料，采用堿性金屬氧化物作為催化劑，實現了二甲酚與苯酚的烷基轉移，制備得到了鄰甲酚。中國專利CN103896740A公開了一種生產甲酚的方法，該方法以包含醚、酚和甲醇為原料，以氧化鋁、高嶺土和分子篩的一種或幾種為催化劑，原料經過預熱后與水蒸氣混合連續通過多段催化劑床層，生成甲酚，其中對甲酚的選擇性可達45％。上述專利中所提供的甲酚類產品的生產方法對甲酚的生產具有一定的促進作用，然而，在上述方法中，苯酚的轉化率較低，且產品主要是對甲酚或鄰甲酚的一種，較為單一。

為解決上述難題，本發明提供了一種固體酸催化劑及其用于甲酚生產的方法，苯酚轉化率高，而且烷基化反應產物中附加值較高的間甲酚和對甲酚含量較高，相較于現有的技術，具有較高的先進性和技術優勢，有利于工業規模化應用和推

發明內容

本發明的目的是提供一種固體酸催化劑，既具有臨氫烷基化的功能，還具有臨氫烷基轉移的功能，有利于實現間甲酚和對甲酚的選擇性生產。

本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：一種固體酸催化劑，包括大孔氫型分子篩，以及大孔氧化硅負載磷酸固體酸和大孔氧化鋁負載雜多酸固體酸的一種或兩種，并且所述固體酸催化劑中包含至少一種氫活性金屬元素和/或堿性金屬元素。

作為優選，所述固體酸催化劑中的氫活性金屬元素包含Bi、Mo、Au、Pt的一種或多種，并且所述氫活性金屬元素含量為0.2wt％-5.0wt％；所述固體酸催化劑中的堿性金屬元素包含Al、Ce、Cu、Sb的一種或多種，并且所述堿性金屬元素含量為0.5wt％-2.0wt％。

作為優選，所述固體酸催化劑中的大孔氫型分子篩包含HMCM-56、HITQ-2、針型HMOR、和納米HSAPO-5的一種或多種，所述固體酸催化劑所采用的大孔氧化硅負載磷酸固體酸中含有1.0wt％-10.0wt％的硼酸。

作為優選，所述固體酸催化劑所采用的大孔氧化鋁負載雜多酸固體酸包含磷鎢酸、磷鎢酸銨鹽、磷鎢酸鉀鹽的一種或多種。