具有离子改性粘合剂的催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一烷基化催化剂，所述烷基化催化剂具有一沸石催化剂组分和为所述沸石催化剂组分提供支撑的粘合剂组分。所述粘合剂是离子改性粘合剂，所述离子改性粘合剂可包括选自下组的金属离子：Co、Mn、Ti、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、Mo、Ce及其组合。该金属离子减少所述沸石催化剂组分的酸性位点的数目。该金属离子可占基于所述离子改性粘合剂总重量的0.1至50重量%。可选的，所述离子改性粘合剂可以以占基于所述催化剂总重量的1至80重量%的数量存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一烷基化催化剂，所述烷基化催化剂具有一沸石催化剂组分和为所述沸石催化剂组分提供支撑的粘合剂组分。所述粘合剂是离子改性粘合剂，所述离子改性粘合剂可包括选自下组的金属离子：Co、Mn、Ti、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、Mo、Ce及其组合。该金属离子减少所述沸石催化剂组分的酸性位点的数目。该金属离子可占基于所述离子改性粘合剂总重量的0.1至50重量%。可选的，所述离子改性粘合剂可以以占基于所述催化剂总重量的1至80重量%的数量存在。【专利说明】具有离子改性粘合剂的催化剂 相关申请的交叉参考本申请是2008年12月29日提交的申请号为12/345，593的部分继续申请。 领域本专利技术一般的涉及粘合剂，所述粘合剂与催化剂如沸石一起用于烷基化和其他反应。更具体的，本专利技术涉及甲苯与甲醇和/或甲醛使用含粘合剂的催化剂时的烷基化。 进旦 冃月^沸石是一种晶体铝硅酸盐催化剂，已熟知它可用于多个应用。沸石已用于脱烷基化、烷基转移、异构化、裂解和歧化过程等。它高度有序的结构由通过氧原子连接的四面体AlCV4和Si04_4组成，形成了孔径通常在3A至IOA数量级的孔系统。这些孔创建了高内部表面区域，并使得沸石可基于分子的形状和尺寸选择性的吸附某些分子同时排出其他分子。因此，沸石可归类为分子筛。沸石还可称为“形状选择性催化剂”。沸石的小孔可将反应限制在某些过渡态或某些产物，防止产生不符合所述孔轮廓或尺寸的形状。沸石的孔一般被水分子和阳离子占据。阳离子用于平衡由氧负离子四面体配位的三价铝阳离子产生的负电荷。沸石可把自身的阳离子与其他阳离子交换；例如可把铝离子与钠离子交换。在一些离子交换的形式，如沸石的氢形式，该催化剂是强酸性的。该酸性活性位点可用于烷基化和其他许多反应。例如，沸石可替代对反应器有腐蚀和损坏作用的传统的三氯化铝或其他液体酸性催化剂，用作弗里德尔-克拉夫兹(Friedel-Crafts)烷基化的固体酸性催化剂。可使用沸石的烷基化反应之一是甲苯与甲醇和/或甲醛形成苯乙烯的烷基化。苯乙烯(也称作乙烯基苯)，是具有化学分子式C6H5CHCH2的有机化合物。单体苯乙烯可聚合形成聚苯乙烯。聚苯乙烯是一种塑料，可形成许多有用的产品，包括模制产品和泡沫产品，所有这些都增加了对苯乙烯产量的需求。在苯乙烯的制备过程中，可使用沸石催化剂。用于苯乙烯制备的沸石可归类为非均相催化剂，因为它处于与反应物不同的相。沸石催化剂是固体且通常用氧化铝或二氧化硅粘合剂负载以提高其在反应器床的机械稳定性。相反，反应物可以是液体、蒸汽或超临界相。通过烷基化的苯乙烯制备已通过甲苯在气相中进行，但也可使用所需温度更低的液相烷基化。液相烷基化在某些情况下更加经济，以及可降低不需要的副产物的产量。体相沸石催化剂通常包含大量酸性位点。存在烷基化反应时，这些酸性位点和典型烷基化沸石催化剂的整体形状选择性可导致不需要的副产物如二甲苯的产生。因此，需要减少用于苯乙烯生产中的沸石催化剂的酸性位点数量。还需要使用能提闻对苯乙稀选择性的烷基化催化剂。 概述 本专利技术在其许多实施方式中涉及用于通过甲苯的烷基化制备苯乙烯的一催化剂。本专利技术的一实施方式包括烷基化催化剂，所述烷基化催化剂具有催化剂组分和为所述沸石催化剂组分提供机械支撑的粘合剂组分。本实施方式中所述粘合剂是离子改性粘合剂，所述离子改性粘合剂包括选自下组的金属离子:Co、Mn、T1、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、M0、Ce及其组合。该金属离子减少所述沸石催化剂组分的酸性位点的数目。该金属离子可占基于所述离子改性粘合剂总重量的0.1至50重量％。所述离子改性粘合剂可以以占基于所述催化剂总重量的I至80重量％的数量存在。在一实施方式中，所述离子改性粘合剂上的金属离子可改变所述催化剂的空间结构。所述粘合剂可包括非晶体的二氧化硅或氧化铝。所述催化剂可以是分子筛催化剂，也可以是沸石。在一实施方式中，Cs可以以硅酸铯的形式存在于所述粘合剂中。在一实施方式中，一种通过甲苯的烷基化制备苯乙烯的方法包括:将甲苯和Cl源提供至一个或多个反应器以及使所述甲苯与所述Cl源在所述一个或多个反应器中反应以形成包括乙基苯和苯乙烯的产物流。所述Cl源可选自下组:甲醇和甲醛及其组合。在本方法中，所述一个或多个反应器中的至少一反应器包括催化剂组分，所述催化剂组分包括为所述催化剂组分提供机械支撑的粘合剂组分，其中所述粘合剂组分减少所述沸石催化剂上酸性位点的数目。所述粘合剂组分可包括非晶体的二氧化硅或氧化铝。可选的，铯以硅酸铯的形式存在于所述粘合剂中。在一实施方式中，其自身或与其他任意实施方式组合，所述粘合剂组分是离子改性粘合剂。所述离子改性粘合剂可改变所述催化剂的形状选择性，因此与使用非离子改性粘合剂相比可增加产物选择性。所述离子改性粘合剂可包括占基于所述离子改性粘合剂总重量的0.1至50重量％数量的金属离子。可选的，所述离子改性粘合剂可包括占基于所述离子改性粘合剂总重量的0.1至20重量％数量的金属离子。金属离子可选自下组:Co、Mn、T1、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、Mo、Ce 及其组合。在一实施方式中，其自身或与其他任意实施方式组合，所述离子改性粘合剂以占基于所述催化剂总重量的I至80重量％的数量存在于所述催化剂中。可选的，所述离子改性粘合剂以占基于所述催化剂总重量的5至60重量％的数量存在于所述催化剂中。可选的，所述催化剂是一分子筛催化剂。在一非限制性实施方式中，所述催化剂是沸石。还在本专利技术的另一实施方式中，用于制备沸石烷基化催化剂的方法包括:将金属离子通过初湿法(incipient wetness)添加至粘合剂以形成离子改性粘合剂以及将所述离子改性粘合剂与沸石结合以形成沸石聚集体。进一步加工所述沸石聚集体以形成沸石烷基化催化剂。所述沸石烷基化催化剂可用在用于甲苯与甲醇烷基化的反应床。在本实施方式中，所述离子改性粘合剂减少所述沸石上的酸性位点的数目以及所述离子改性粘合剂上的金属离子改变所述沸石的空间结构。金属离子可选自下组:Co、Mn、T1、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、Mo、Ce及其组合，以及在一实施方式中，所述离子改性粘合剂可包括硅酸铯并改变所述沸石的形状选择性。其他可行的实施方式包括两个或更多本专利技术上述的实施方式。在一个实施方式中，所述方法包括上述所有的实施方式以及可以以任意顺序进行的各种方法。 附图简述图1显示了通过甲醛和甲苯的反应制备苯乙烯的流程图，其中所述甲醛首先在分离的反应器中通过甲醇的脱氢化或氧化制备且随后与甲苯反应以制备苯乙烯。图2显示了通过甲醛和甲苯的反应制备苯乙烯的流程图，其中甲醇和甲苯被进料至反应器，其中所述甲醇被转化为甲醛以及所述甲醛与甲苯反应以制备苯乙烯。 详述本专利技术涉及提高烷基化过程的选择性，具体为甲苯与甲醇的烷基化(ATM)过程。更具体的，本专利技术涉及用于催化剂如沸石催化剂的粘合剂的改性，以减少所述催化剂上的酸性位点数量。此外，所述粘合剂可通过添加活性金属物质改性，该方式可改变所述沸石催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基化催化剂，其包括：催化剂组分；和为所述催化剂组分提供机械支撑的粘合剂组分；其中，所述粘合剂组分包括离子改性粘合剂，所述离子改性粘合剂包括金属离子；其中，所述金属离子可选自下组：Co、Mn、Ti、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、Mo、Ce及其组合；以及其中，所述金属离子减少所述沸石催化剂组分的酸性位点的数目。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·钦塔，J·佩拉蒂，
申请(专利权)人：弗纳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US