一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于催化剂的制备方法及应用技术领域，为解决采用单分子筛或复合分子筛进行催化BTX芳烃甲基化合成偏三甲苯时催化效率未达到理想效果的问题，提供了一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法及应用，制备方法为将金属氯化物或金属硝化物加入到去离子水中配置成水溶液；把配置好的水溶液浸渍在复合分子筛上；超声震荡1‑2h，静置2‑5h后，置于微波装置内，持续作用5‑30min，最后放入马弗炉中焙烧，收集产物，负载型复合分子筛用于催化BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯，采用本发明专利技术的负载型复合分子筛催化BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯，催化性能好，BTX芳烃转化率大于98％，偏三甲苯选择性大于95％。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法及应用
本专利技术属于催化剂的制备方法及应用
，具体涉及一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法及应用。
技术介绍
偏三甲苯是无色液体，不溶于水，溶于乙醇、乙醚和苯，沸点为169.35℃。偏三甲苯在精细化工中的应用较为广泛，是高档油漆及蒽醌法生产双氧水的理想溶剂，是生产偏苯三酸酐、3，4-二甲基苯甲醛、均三甲苯以及均四甲苯(用于生产均苯四甲酸二酐和聚酰亚胺树脂等)等产品的重要原料。偏三甲苯是C9芳烃的重要组成成分，主要来源于铂重整重芳烃、二甲苯异构化副产物、催化裂解的重芳烃以及乙烯裂解重芳烃。其中重整重芳烃是偏三甲苯的主要来源，可以分离出高纯度的偏三甲苯。近年来，偏三甲苯下游产品偏苯三酸酐的需求量大幅增加，相应地带动了偏三甲苯需求量的增加。在此形势下，单纯靠分离手段得到的偏三甲苯已经无法满足工业需求，因此采用化学合成法以廉价原料合成偏三甲苯就显得格外重要。专利号为200910195550.2的专利文件中公开了一种BTX芳烃甲基化合成偏三甲苯的方法，该方法以工业上常见的苯、甲苯或混合二甲苯等BTX芳烃为原料，采用BTX芳烃甲基化的方法合成偏三甲苯，为偏三甲苯的来源提供了一条新途径，该方法工业化后解决了偏三甲苯市场供应不足的问题。但是该方法中采用单分子筛或复合分子筛作为催化剂，在BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯时采用该单分子筛或复合分子筛作为催化剂，BTX芳烃的转化率及偏三甲苯的选择性均未达到理想的效果。
技术实现思路
本专利技术为解决采用单分子筛或复合分子筛作为催化剂进行催化BTX芳烃甲基化合成偏三甲苯时催化效率未达到理想效果的技术问题，提供了一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法及应用。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法，其步骤包括：(1)将金属氯化物或金属硝化物加入到盛有去离子水的刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚置于可控温水浴锅中，可控温水浴锅的温度为60-80℃，边搅拌边溶解，配置成质量分数为1-10％的水溶液；(2)将复合分子筛浸渍在步骤(1)配置好的水溶液中；(3)将盛有步骤(2)的水溶液的刚玉坩埚超声震荡1-2h，静置2-5h后，置于微波装置内，微波功率800-1200w、微波频率2000-2500MHz，持续作用5-30min，最后放入马弗炉中先250℃焙烧1-4h，再450℃焙烧1-3h，收集产物，所收集的产物为负载型复合分子筛，将收集的产物置于干燥器中待用。所述金属氯化物为氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化亚锡、氯化铯、氯化钯、氯化铍或氯化锰，所述金属硝化物为硝酸铁、硝酸铜或硝酸锌。所述金属氯化物优选为氯化亚锡。所述复合分子筛的类型为Y/ZSM-5、β/MCM41、ZSM-5/MCM-41、α/MCM-41、ZSM-5/α、ZSM-5/β、ZSM-5/ZSM–11或者ZSM-35/MCM–22。所述复合分子筛优选为Y/ZSM-5。所述复合分子筛为20～40目。一种基于微波技术的负载型复合分子筛的应用为催化BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯。本专利技术的有益效果：1.与传统电烘炉加热或水热合成法制作负载型复合分子筛相比，本专利技术采用微波法制作负载型复合分子筛，不仅可节省合成时间，更重要的是大幅度降低了能耗，且合成出的样品均匀，分散度高，粒度小且均匀，比表面积增大，处理样品简单，使活性组分很容易分散到多孔的分子筛上。2.本专利技术采用基于微波技术制作的负载型复合分子筛用于催化BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯，催化性能好，BTX芳烃转化率大于98％，偏三甲苯选择性大于95％，催化剂寿命长达2000h以上。附图说明图1为BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯的工艺流程图；图2为负载型复合分子筛Sn+2-Y/ZSM-5的寿命试验图。图中：1-甲醇，2-BTX芳烃，3-进样泵，4-固定床反应器，5-冷凝器I，6-产品接收罐，7-脱轻塔，8-冷凝器II，9-偏三塔，10-冷凝器III。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法，其步骤包括：(1)将金属氯化物或金属硝化物加入到盛有去离子水的刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚置于可控温水浴锅中，可控温水浴锅的温度为60-80℃，边搅拌边溶解，配置成质量分数为1％-10％的水溶液；(2)把配置好的水溶液浸渍在复合分子筛上；所述水溶液与复合分子筛的体积比为1：1；(3)将盛有步骤(2)的水溶液的刚玉坩埚超声震荡1-2h，静置2-5h后，将刚玉坩埚置于微波装置内，微波功率800-1200w、微波频率2000-2500MHz，持续作用5-30min，最后放入马弗炉中先250℃焙烧1-4h，再450℃焙烧1-3h，收集产物，所收集的产物为负载型复合分子筛，将收集的产物置于干燥器中待用。所述金属氯化物为氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化亚锡、氯化铯、氯化钯、氯化铍或氯化锰，所述金属硝化物为硝酸铁、硝酸铜或硝酸锌。所述复合分子筛的类型为Y/ZSM-5、β/MCM41、ZSM-5/MCM-41、α/MCM-41、ZSM-5/α、ZSM-5/β、ZSM-5/ZSM–11或者ZSM-35/MCM–22。所述复合分子筛为20～40目。本专利技术采用微波法制作负载型复合分子筛，不仅可节省合成时间，更重要的是大幅度降低了能耗，且合成出的样品均匀，分散度高，粒度小且均匀，比表面积增大，处理样品简单，使活性组分很容易分散到多孔的分子筛上。本专利技术采用微波技术制备的负载型复合分子筛的应用为：用于催化BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯。采用本专利技术的制备方法制备的负载型复合分子筛催化BTX芳烃甲基化生产偏三甲苯的制备方法为：如图1所示，甲醇1和BTX芳烃2分别放置于容器里，分别用进样泵3按照一定比例打到固定床反应器4中；固定床反应器4上部为汽化混合器，汽化混合器带有汽化和混合甲醇和BTX的双重功能，温度控制在180℃-220℃，固定床反应器4中部为负载型复合分子筛催化剂层，该段为恒温段，温度控制在300℃-400℃，固定床反应器4出口有冷凝器I5，把反应产物冷凝后，产品进入产品接收罐6，进入产品接收罐6的产品通过进料泵进入脱轻塔7，反应产物中的甲醇、苯、甲苯、二甲苯等轻组分物料从脱轻塔7的塔顶经冷凝器II8分离，全部循环回固定床反应器4入口，在同一催化剂上进一步甲基化重新生成偏三甲苯，脱轻塔7塔釜产品通过进料泵进入偏三塔9，偏三塔9的塔顶经冷凝器III10分离出高纯度偏三甲苯。采用本专利技术的负载型分子筛作为催化剂生产出的偏三甲苯含量大于99.9％，硫含量小于1ppm，外观为无色透明且无杂质的液体。由于BTX芳烃原料中苯、甲苯、二甲苯组成比例对甲基化反应的影响为：在甲基化反应中芳烃侧链烷基数目越少，越容易甲基化，甲基化速率次序为：苯＞甲苯＞二甲苯＞三甲苯＞四甲苯。BTX芳烃甲基化反应中，甲基化按照次序一个一个进行，由于市场上BTX芳烃中苯、甲苯、二甲苯之间的摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法，其特征在于步骤包括：(1)将金属氯化物或金属硝化物加入到盛有去离子水的刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚置于可控温水浴锅中，可控温水浴锅的温度为60‑80℃，边搅拌边溶解，配置成质量分数为1‑10％的水溶液；(2)将复合分子筛浸渍在步骤(1)配置好的水溶液中；(3)将盛有步骤(2)的水溶液的刚玉坩埚超声震荡1‑2h，静置2‑5h后，置于微波装置内，微波功率800‑1200w、微波频率2000‑2500MHz，持续作用5‑30min，最后放入马弗炉中先250℃焙烧1‑4h，再450℃焙烧1‑3h，收集产物，所收集的产物为负载型复合分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法，其特征在于步骤包括：(1)将金属氯化物或金属硝化物加入到盛有去离子水的刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚置于可控温水浴锅中，可控温水浴锅的温度为60-80℃，边搅拌边溶解，配置成质量分数为1-10％的水溶液；(2)将复合分子筛浸渍在步骤(1)配置好的水溶液中；(3)将盛有步骤(2)的水溶液的刚玉坩埚超声震荡1-2h，静置2-5h后，置于微波装置内，微波功率800-1200w、微波频率2000-2500MHz，持续作用5-30min，最后放入马弗炉中先250℃焙烧1-4h，再450℃焙烧1-3h，收集产物，所收集的产物为负载型复合分子筛。2.根据权利要求1所述的一种基于微波技术的负载型复合分子筛的制备方法，其特征在于：所述金属氯化物为氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化亚锡、氯化铯、氯化钯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：许飞，刘磊，潘学林，任倩，
申请(专利权)人：江苏华伦化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32