用于烷基化反应的改性ZSM‑5催化剂及其制备方法和应用和对二甲苯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于烷基化反应的改性ZSM‑5催化剂及其制备方法和应用和对二甲苯的制备方法。该改性ZSM‑5催化剂包括ZSM‑5分子筛内核和在该内核的外表面形成的全硅分子筛外壳，其中，所述外壳的孔道与所述内核的孔道相通，使得所述全硅分子筛外壳未覆盖所述ZSM‑5分子筛内核的孔道，且所述全硅分子筛外壳对烷基化反应具有择形作用而无反应活性；其中，所述ZSM‑5分子筛内核中，Si元素和Al元素的摩尔比为100‑500:1，全硅分子筛外壳采用降低硅源和模板剂的浓度、通过外延生长形成。本发明专利技术的催化剂可以在较高的甲苯浓度及高空速下运行，得到较高的对二甲苯收率，并且适宜于规模化生产和工业放大应用。

Modified ZSM 5 catalyst for alkylation reaction and preparation method and application thereof and preparation method of p-xylene

The invention discloses a modified ZSM 5 catalyst for alkylation reaction, a preparation method and application thereof, and a preparation method for p-xylene. The modified ZSM 5 catalyst consists of a ZSM molecular sieve core and a full silicon molecular sieve shell formed on the outer surface of the core, in which the pores of the shell are interconnected with the pores of the core, so that the full silicon molecular sieve shell does not cover the pores of the ZSM core 5 molecular sieve core, and the whole silicon molecular sieve shell is on the alkyl group. In the ZSM 5 molecular sieve core, the molar ratio of the Si element and the Al element is 100, and the total silicon molecular sieve shell is formed by reducing the concentration of silicon source and template agent and by the epitaxial growth. The catalyst can be operated at high toluene concentration and high speed at high altitude, and the yield of p-xylene is higher, and it is suitable for large-scale production and industrial enlargement.

【技术实现步骤摘要】
用于烷基化反应的改性ZSM-5催化剂及其制备方法和应用和对二甲苯的制备方法
本专利技术涉及烷基化催化剂领域，具体地，涉及一种用于烷基化反应的改性ZSM-5催化剂及其制备方法和应用和对二甲苯的制备方法。
技术介绍
对二甲苯(p-xylene，PX)是一种工业上常用的重要化工原料，大部分对二甲苯被用来生产对苯二甲酸，然后用来生产聚酯纤维等化工产品。对二甲苯近些年来的需求量一直处于快速增长状态，2015年国内PX需求为2400万吨，而全国产能仅有1100万吨左右，近年来的进口量均超过50％。虽然近几年来全国各地不断地有新的PX项目投产，但是每年的缺口仍然在500万吨以上。目前，世界范围内对二甲苯的生产工艺有三种，甲苯岐化、C9芳烃转移和二甲苯异构化。然而，这几种方法都要副产大量的苯，并且受热力学平衡的影响，这三种工艺生产对二甲苯选择性都只有21％左右，产物中混有大量的间二甲苯和邻二甲苯，需要通过后续的深冷结晶或选择性吸附进行分离才能得到高纯度对二甲苯。以ZSM-5分子筛作为催化剂催化甲醇与甲苯的反应，利用ZSM-5的孔道对于二甲苯异构体的择形来提高对二甲苯的选择性是生产对二甲苯的一种新工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于烷基化反应的改性ZSM‑5催化剂，包括：ZSM‑5分子筛内核和在该ZSM‑5分子筛内核外表面形成的全硅分子筛外壳，其中，所述全硅分子筛外壳的孔道与所述ZSM‑5分子筛内核的孔道相通，使得所述全硅分子筛外壳未覆盖所述ZSM‑5分子筛内核的孔道，且所述全硅分子筛外壳对烷基化反应具有择形作用而无反应催化活性；所述ZSM‑5分子筛内核中，Si和Al摩尔比为100‑500：1，全硅分子筛外壳是采用降低硅源和模板剂的浓度、通过外延生长形成的。

【技术特征摘要】
1.一种用于烷基化反应的改性ZSM-5催化剂，包括：ZSM-5分子筛内核和在该ZSM-5分子筛内核外表面形成的全硅分子筛外壳，其中，所述全硅分子筛外壳的孔道与所述ZSM-5分子筛内核的孔道相通，使得所述全硅分子筛外壳未覆盖所述ZSM-5分子筛内核的孔道，且所述全硅分子筛外壳对烷基化反应具有择形作用而无反应催化活性；所述ZSM-5分子筛内核中，Si和Al摩尔比为100-500：1，全硅分子筛外壳是采用降低硅源和模板剂的浓度、通过外延生长形成的。2.根据权利要求1所述的改性ZSM-5催化剂，其中，相对于100重量份作为内核的ZSM-5分子筛，用于形成所述全硅分子筛外壳的模板剂的用量为5-30重量份，硅源的用量为5-30重量份。3.根据权利要求1所述的改性ZSM-5催化剂，其中，所述ZSM-5分子筛内核中，Si元素和Al元素的摩尔比为150-400：1，优选为250-300：1；所述全硅分子筛外壳的厚度为0.01-1μm。4.一种权利要求1-3中任意一项所述的改性ZSM-5催化剂的制备方法，依次包括：(1)在含水溶剂中，在模板剂存在下，将ZSM-5分子筛和硅源进行水热合成晶化；(2)将所述晶化后的产物进行固液分离，并将所得固相进行焙烧，其中，所述ZSM-5分子筛提供所述ZSM-5分子筛内核，所述硅源提供所述全硅分子筛外壳所需的SiO2；相对于100重量份作为内核的ZSM-5分子筛，用于形成所述全硅分子筛外壳的所述模板剂的用量为5-30重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传付，朱豫飞，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11