一种加氢烷基化催化剂及其制法和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种加氢烷基化催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术催化剂包括无机氧化物、分子筛和金属组分；其中，所述催化剂中，分子筛上金属颗粒的粒径在2～4nm之间的金属颗粒占全部金属颗粒的85％以上。该催化剂用于苯加氢烷基化反应中，具有较好的环己基苯选择性，同时显著提高了二环已基苯的选择性。同时显著提高了二环已基苯的选择性。同时显著提高了二环已基苯的选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢烷基化催化剂及其制法和应用


[0001]本专利技术涉及加氢烷基化催化剂领域，具体涉及一种用于苯加氢烷基化催化剂及其制法和应用。

技术介绍

[0002]环己基苯是一种重要的化工中间体，可以作为锂离子二次电池电解液的添加剂，还具有较高的十六烷值，因此还可以作为柴油十六烷值的调和组分。加氢烷基化具有原料简单易得、流程短的特点，可用于环己基苯的生产。
[0003]公开文献(Journal of Catalysis，1969，13(4)：385.和Journal of Catalysis，1970，16(1)：62.)报道了过渡金属的负载型加氢烷基化催化剂，它同时具备金属加氢中心和酸性烷基化中心的双功能特性，以分子筛为烷基化中心的双功能催化剂因具有良好的加氢烷基化性能而被广泛使用和开发。专利US4094918公开了以13X分子筛为载体的四组分催化剂，因稀土离子使分子筛的吸附性能改善，催化剂表现出优异的加氢烷基化性能。此后，分子筛在加氢烷基化催化剂中的应用越来越广泛。
[0004]专利US5053571、US5146024、US6037513、CN103261126A分别公开了β分子筛、X或者Y分子筛、MCM-22分子筛上负载金属的加氢烷基化催化剂。但上述专利中所采用的金属负载方法，主要以采用等体积浸渍法、离子交换法等常规手段为主，所得催化剂的环己基苯和二环己基苯的选择性有待进一步提高。
[0005]CN107303512A公开了一种双功能催化剂及其在苯加氢烷基化反应中的应用，该催化剂的制备方法是先将金属组分的醇溶液与合成Beta分子筛的副模板剂进行络合，然后加入铝源、硅源和主模板剂进行成胶和晶化生成Beta分子筛双功能催化剂，所得的催化剂中，金属组分是以原子或纳米形态均匀分布在Beta分子筛中。但该方法要使用较大量的甲醇作为溶剂，甲醇最终进入分子筛母液形成废水，增加三废处理成本；而且该方案仅限于在能使用有机模板剂和副有机模板剂合成的Beta分子筛上，不具有普适性。
[0006]综上，如何进一步开发具有分散性好、且适用于多种分子筛上的金属负载方法，提高环己基苯和二环己基苯的选择性一直是本领域研究的热点。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种加氢烷基化催化剂及其制备方法和应用。该方法具有广泛的适用性，对于不使用有机模板剂的分子筛也可实现均匀的金属负载。该催化剂用于苯加氢烷基化反应中，具有较好的环己基苯选择性，同时显著提高了二环已基苯的选择性。
[0008]本专利技术第一方面提供了一种加氢烷基化催化剂，该催化剂包括无机氧化物、分子筛和金属组分；其中，所述催化剂中，金属组分负载在分子筛上，分子筛上粒径在2～4nm之间的金属颗粒占全部金属颗粒的85％以上。
[0009]所述金属组分包括Ru、Pd、Pt、Ni、Co、Mo、W中的至少一种，优选包括Pd、Ru、Ni中的
至少一种。
[0010]所述分子筛选自β、Y、MCM-22、PSH-3、SSZ-25、MCM-49、MCM-56中的至少一种，优选β、Y、MCM-22中的至少一种。
[0011]所述无机氧化物包括元素周期表的第IIA族、第IVB族、第IIIA族和第IVA族中的至少一种氧化物，优选包括氧化铝、氧化硅、氧化钛中的至少一种。
[0012]所述加氢烷基化催化剂中，以加氢烷基化催化剂的重量计，无机氧化物占10～60重量％，优选20～40重量％；金属组分以金属元素计占0.01～5重量％，优选0.1～3重量％；分子筛占35～89.9重量％，优选57～79.9重量％。
[0013]本专利技术第二方面提供了上述加氢烷基化催化剂的制备方法，包括：
[0014](1)将含金属组分的盐溶液与无机或/和有机配体进行反应形成配合物溶液；
[0015](2)将步骤(1)所得的配合物溶液与碱性溶液混合，得到混合碱性溶液；
[0016](3)将步骤(2)所得的混合碱性溶液加入到分子筛的合成原料混合物中，在分子筛合成条件下进行晶化反应，得到含金属的分子筛；
[0017](4)将步骤(3)所得的含金属分子筛与无机氧化物进行混捏成型，然后再经过干燥，焙烧，得到加氢烷基化催化剂。
[0018]其中，步骤(1)中，所述含金属组分的盐溶液，为常规的可溶性金属组分盐的溶液，如硝酸钯、氯化钌、硝酸镍等。
[0019]步骤(1)中，所述的无机或/和有机配体选自氨、正丙胺、正丁胺、巯基丙基硅烷中的至少一种。
[0020]步骤(1)中，含金属组分的盐溶液是由金属盐和去离子水按质量之比为1：1～50，在温度为25～100℃，搅拌时间为0.5～2小时的条件下制备的。
[0021]步骤(1)中，所述的无机或/和有机配体与含金属组分的盐溶液的质量之比为1：5～100。步骤(1)中所述混合在搅拌下进行，混合的条件包括：温度为25～100℃，搅拌时间为0.5～5小时。
[0022]步骤(2)中，所述的碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、四乙基氢氧化铵水溶液中的至少一种。
[0023]步骤(2)中，所述碱性溶液与含金属组分的盐溶液的质量比为1：5～100，优选1：20～80。步骤(2)中所述混合在搅拌下进行，混合的条件包括：温度为25～100℃，优选50～80℃，搅拌的时间为0.5～5小时，优选1～3小时。
[0024]步骤(3)中，所述分子筛的合成原料混合物中，硅源(以SiO2计)、铝源(以Al2O3计)、水和Na2O的质量比满足：(0.1～5)Na2O：1Al2O3：(5～150)SiO2：(10～500)H2O。
[0025]步骤(3)中，所述晶化反应的条件包括：晶化时间为20～98小时，晶化温度为80～210℃。
[0026]步骤(3)中，所述晶化处理后可以采用本领域的常规后处理步骤。如洗涤、干燥和焙烧以及铵交换等。所述干燥可以在常压下进行，也可以在减压下进行，干燥的温度可以为40～250℃，优选60～150℃；干燥的时间可以为2～36小时，优选4～20小时。所述的焙烧的条件包括：温度为300～800℃，优选300～600℃，时间为2～10小时，优选3～6小时。所述铵交换可采用本领域的常规方式进行，铵交换之后再进行常规的干燥和焙烧处理。
[0027]步骤(4)中，所述的干燥的温度可以为40～250℃，优选60～150℃；干燥的时间可
以为2～36小时，优选4～20小时。所述的焙烧的条件包括：温度为300～800℃，优选300～600℃，时间为2～10小时，优选3～6小时。
[0028]所述加氢烷基化催化剂可以呈现为任何的物理形式，比如粉末状、颗粒状或者模制品状，比如片状、条状、三叶草状。可以按照本领域常规已知的任何方式获得这些物理形式，并没有特别的限定。
[0029]本专利技术第三方面提供了上述加氢烷基化催化剂在苯加氢烷基化反应中的应用。
[0030]所述应用具体为：将苯和氢气与所述苯加氢烷基化催化剂接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢烷基化催化剂，其特征在于：所述催化剂包括无机氧化物、分子筛和金属组分；其中，所述催化剂中，金属组分负载在分子筛上，分子筛上粒径在2～4nm之间的金属颗粒占全部金属颗粒的85％以上。2.按照权利要求1所述的加氢烷基化催化剂，其特征在于：所述金属组分包括Ru、Pd、Pt、Ni、Co、Mo、W中的至少一种，优选包括Pd、Ru、Ni中的至少一种。3.按照权利要求1所述的加氢烷基化催化剂，其特征在于：所述分子筛选自β、Y、MCM-22、PSH-3、SSZ-25、MCM-49、MCM-56中的至少一种，优选β、Y、MCM-22中的至少一种。4.按照权利要求1所述的加氢烷基化催化剂，其特征在于：所述无机氧化物包括元素周期表的第IIA族、第IVB族、第IIIA族和第IVA族中的至少一种氧化物，优选包括氧化铝、氧化硅、氧化钛中的至少一种。5.按照权利要求1所述的加氢烷基化催化剂，其特征在于：以加氢烷基化催化剂的重量计，无机氧化物占10～60重量％，优选20～40重量％；金属组分以金属元素计占0.01～5重量％，优选0.1～3重量％；分子筛占35～89.9重量％，优选57～79.9重量％。6.一种权利要求1-5任一所述的加氢烷基化催化剂的制备方法，包括：(1)将含金属组分的盐溶液与无机或/和有机配体进行混合形成配合物溶液；(2)将步骤(1)所得的配合物溶液与碱性溶液混合，得到混合碱性溶液；(3)将步骤(2)所得的混合碱性溶液加入到分子筛的合成原料混合物中，在分子筛合成条件下进行晶化反应，得到含金属的分子筛；(4)将步骤(3)所得的含金属分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王闻年，魏一伦，刘远林，胥明，季树芳，方华，顾瑞芳，高焕新，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：