用于制备生物基对二甲苯的固体酸催化剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于催化2,5‑二甲基呋喃和乙烯反应制备生物基对二甲苯(PX)的固体酸催化剂及其制备方法与应用，该类催化剂为固体磷酸盐，具有介孔和大孔复合结构，且催化剂的L酸与B酸比例(即酸性质)可精确调节。包括金属磷酸盐磷酸锡，磷酸锆，磷酸铝，磷酸钛，磷酸钽和非金属磷酸盐磷酸硅。将该催化剂用于催化2,5‑二甲基呋喃和乙烯加成、脱水制备PX，催化活性优异、选择性高，稳定性强，为生物基PX的工业化生产奠定坚实的基础。

Solid acid catalysts for the preparation of bio-p-xylene and their preparation and Application

The present invention relates to a solid acid catalyst for catalyzing the reaction of 2,5_dimethylfuran with ethylene to prepare bio-p-xylene (PX) and its preparation method and application. The catalyst is a solid phosphate with mesoporous and macroporous composite structure, and the ratio of L acid to B acid (i.e. acidity) of the catalyst can be accurately adjusted. It includes tin phosphate, zirconium phosphate, aluminum phosphate, titanium phosphate, tantalum phosphate and non-metallic phosphate silicon. The catalyst was used to catalyze the addition and dehydration of 2,5 dimethylfuran and ethylene to prepare PX. It has excellent catalytic activity, high selectivity and strong stability, which lays a solid foundation for the industrial production of bio-based PX.

【技术实现步骤摘要】
用于制备生物基对二甲苯的固体酸催化剂及其制备与应用
本专利技术属于生物基化学品领域，涉及一种用于催化2,5-二甲基呋喃和乙烯反应制备生物基对二甲苯(PX)的磷酸盐固体酸催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
对二甲苯，英文名称为para-xylene，简称PX。在工业上主要用于生产对苯二甲酸，进而生产对苯二甲酸聚酯树脂。进一步地用于生产聚酯薄片、聚酯中空容器和我国第一大合成纤维涤纶纤维。也用于生产涂料、染料和农药等。我国对PX需求逐年递增，进口依存度常年维持在50％以上。2017年需求量达2330万吨，供需缺口1300万吨，进口依赖程度高达56％。我国PX的需求量将在2020年达到2850万吨，迫切地需要增加产能。由于传统的PX工艺是基于石油炼制的，存在环境和安全上的问题，引起了社会上的广泛的争议，甚至遭到抵制而不能投产。因此近年来PX产能增加缓慢，远远不能满足国内市场的需求。与此同时，生物基PX由于其原料可再生、安全、环保等优点得到了越来越广泛的关注。以生物基PX取代传统的石油基PX无疑将摆脱对石油资源的依赖，而且将有助于解决我国PX产能严重不足的问题，降低进口依存度。其中，以糖为原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备生物基对二甲苯的固体酸催化剂，其为固体磷酸盐，具有介孔和大孔的复合结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备生物基对二甲苯的固体酸催化剂，其为固体磷酸盐，具有介孔和大孔的复合结构。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述介孔的孔径为2-50nm，所述大孔的孔径为50-100nm；和/或，所述固体磷酸盐具有Lewis酸与酸两种酸性位点，且L酸与B酸的摩尔比为(0.18-12.03):1，优选为(2-6.52):1。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述固体磷酸盐包括金属磷酸盐和/或非金属磷酸盐；优选地，所述金属磷酸盐包括磷酸锡、磷酸锆、磷酸铝、磷酸钛和磷酸钽中的一种或几种；和/或，所述非金属磷酸盐包括磷酸硅。4.一种权利要求1-3中任意一项所述的催化剂的制备方法，其包括：步骤M，将磷源的水溶液与催化剂活性元素盐水合物的水溶液混合后进行反应，制得催化剂前体混合液；步骤N，将催化剂前体溶液进行晶化处理，然后再进行离心、洗涤、干燥、焙烧，制得催化剂成品。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵中的一种或几种；和/或，所述催化剂活性元素盐水合物为催化剂活性元素的卤化盐水合物；和/或，所述催化剂活性元素包括Sn、Zr、Al、Ti、Ta和Si中的一种或几种，优选为Sn和/或Ti。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在催化剂前体液中，磷元素与催化剂活性元素的摩尔比为(0.1-5):1，优选为(0.5-3):1，进一步优选为(1.5-3):1。7.根据权利要求4-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述晶化处理的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭天伟，申春，冯心强，尹佳滨，纪凯越，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11