一种用于苯与碳四烯烃烷基化生产混合丙苯的催化剂的制备方法及应用技术

一种催化剂的制备方法，将至少一种沸石与粘结剂混合后，加入水和胶溶剂捏合并挤条成型，然后依次进行干燥、焙烧；最后通过浸渍法对焙烧后的催化剂进行金属或非金属氧化物修饰后，得到所需催化剂。本发明专利技术以苯和碳四烯烃为反应原料，采用前述制备方法得到的催化剂，催化苯与丁烯反应，生成目的产物混合丙苯，该反应可在较温和的反应条件下进行，并且反应速度快，烯烃转化率高。经测定，在反应温度360℃、反应压力0.8MPa、总重时空速5.0h

Preparation method and application of a catalyst for alkylation of benzene with carbon tetraolefins to produce mixed Cumene

【技术实现步骤摘要】
一种用于苯与碳四烯烃烷基化生产混合丙苯的催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种苯与碳四烯烃烷基化生产混合丙苯的方法，还涉及一种应用于前述方法的催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油炼制和煤化工产业的快速发展，我国碳四产量逐年增多，但是我国碳四馏分的精细化工利用量却很少，有效的化工利用率很低，造成了巨大的资源浪费。因此，对副产混合碳四加以综合利用是目前国内外石化技术研究和工艺开发的重要课题。
[0003]随着我国“大炼化时代”的来临，得益于国内原油进口配额的放开，炼化企业纷纷投产，使得国内纯苯产能不断增加，可以预见，在今后较长的时间内苯产量将出现相对饱和或过剩的局面。
[0004]正丙苯和异丙苯是两种重要的化工原料，其中，异丙苯是生产苯酚、丙酮和α
‑
甲基苯乙烯的主要中间化合物；正丙苯在化工生产中可用作溶剂或有机合成中间体，也可用于纺织染料和印刷，作醋酸纤维素溶剂。
[0005]目前，苯与烯烃的烷基化反应是化工行业中生产有机化工原料的重要工艺。现阶段对于异丙苯制备，主要通过苯与丙烯、卤代丙烷或异丙醇等烷基化试剂，在酸性催化剂下经过烷基化反应生产，产物通常以异丙苯为主，而正丙苯则很少。合成正丙苯所采用的方法仍是经典的化学计量方法(即以苄基氯化镁与硫酸二乙酯反应制备)，该方法在安全、环境和价格上存在诸多缺点。公告号为CN1319914C的专利技术专利介绍一种以苯和丙烯为原料的烷基化反应方法，该方法将苯与丙烯的混合物在离子液体的催化作用下发生烷基化反应，首先在
‑
50℃下使反应原料与催化剂接触发生反应，然后提高反应温度至50
‑
80℃完成反应，该方法可以在比较温和的条件下同时获得高的丙烯转化率和异丙苯选择性。
[0006]苯与丁烯的烷基化反应生成仲丁基苯已有相关研究进展，对于苯与丁烯烷基化生成混合丙苯方面的研究不多。公开号为CN103102240A的专利技术专利涉及一种仲丁基苯的合成方法，以碳四线性有机化合物与苯在100
‑
280℃温度、1.0
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6.0MPa压力下发生烷基化反应合成仲丁基苯，主要解决现有技术中存在的包含分子筛中催化剂不稳定、选择性差的问题。公告号为CN101301622B的现有专利，该专利公开了一种含有Mo元素和ZSM
‑
5分子筛的催化剂在芳烃与低碳烷烃烷基化反应中的应用，催化剂制备时采用水溶性钼盐浸渍HZSM
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5分子筛对其进行改性，再经烘干，烘干后与适量粘结剂混合均匀并捏合、挤条成型后焙烧即可，采用该催化剂的烷基化反应产物为甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、正丙苯、甲乙苯等。Catalytic Distillation Tech公司利用催化精馏技术联产仲丁基苯和异丙苯，即将苯、丁烯和丙烯通入精馏塔反应器，用Beta分子筛作为催化剂，在温度265～340℃下进行烷基化反应并分离提纯，可得到纯度较高的仲丁基苯和异丙苯。

技术实现思路

[0007]鉴于上述背景，本专利技术的目的在于提供一种用于苯与碳四烯烃烷基化生产混合丙苯的高效催化剂，在前述催化剂的基础上再提供一种生产混合丙苯的新方法，不但可以提高我国碳四烯烃化工利用率，而且也为过剩苯和碳四馏分原料提供了一条高效可行的转化方法。
[0008]本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种用于苯与碳四烯烃烷基化生产混合丙苯的催化剂，包括45
‑
85wt％的沸石和以干基计15
‑
55wt％的粘结剂，所述沸石选自ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22、MCM
‑
35、MCM
‑
49、ZSM
‑
11、ZSM
‑
22中的至少一种，所述粘结剂为拟薄水铝石、铝溶胶或硅溶胶。
[0009]进一步的，所述沸石优选为ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22中的至少一种，其中ZSM
‑
5沸石的SiO2/Al2O3比为20
‑
300，更优为40
‑
120；β沸石的SiO2/Al2O3比为25
‑
600，更优为40
‑
120；MCM
‑
22的SiO2/Al2O3比为30
‑
70。
[0010]进一步的，所述沸石为ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22的混合物，且ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22的质量比为1:(0.1
‑
0.3):(0.05
‑
0.20)。
[0011]本专利技术的目的还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种前述催化剂的制备方法，具体步骤为：将至少一种沸石与粘结剂混合后，加入水和胶溶剂捏合并挤条成型，然后依次进行干燥、焙烧；最后通过浸渍法对焙烧后的催化剂进行金属或非金属氧化物修饰后，得到本专利技术所需催化剂。
[0012]前述步骤中，所述胶溶剂为硝酸、盐酸、乙酸或甲酸，优选为硝酸。
[0013]前述步骤中，使用胶溶剂时优选将其稀释为浓度0.5～20wt％。
[0014]前述步骤中，干燥温度为120～180℃、干燥时间为3～8小时，焙烧温度为500～700℃、焙烧时间为2～8小时。
[0015]前述步骤中，修饰组分为Ce、La、Ni、Mg、K、Zn、P、Si、B的氧化物中的至少一种，优选为Ce、La、B、P的氧化物。以改性组分单质计算，修饰组分的总负载量为1.0
‑
10.0％，优选为2.0
‑
5.0％。
[0016]本专利技术的目的再采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种苯与碳四烯烃烷基化生产混合丙苯的方法，具体步骤为：采用前述制备方法得到的催化剂，以苯和碳四烯烃为反应原料，在一定温度、压力、空速、苯烯比条件下，能够有效的通过烷基化反应生成混合丙苯产物。
[0017]前述步骤中，反应温度为280～480℃，优选为300～420℃。
[0018]前述步骤中，反应压力为0.1～3.0MPa，优选为0.6～1.5MPa。
[0019]前述步骤中，反应总重时空速为0.5～15.0h
‑1，优选为2.0～8.0h
‑1。
[0020]前述步骤中，反应原料的组分比例为苯/碳四烯烃＝2.0～15.0/1.0(mol/mol)，优选为4.0～8.0/1.0(mol/mol)。
[0021]前述步骤中，所述碳四烯烃为反2
‑
丁烯、正丁烯、异丁烯、顺2
‑
丁烯的至少一种，其组分允许含有部分杂质，杂质包括丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷中的至少一种组成的混合烷烃以及少量的二烯烃、水、醇、炔等，混合烷烃的含量不大于80wt％，二烯烃的含量不大于0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征是包括45
‑
85wt％的沸石和以干基计15
‑
55wt％的粘结剂，所述沸石选自ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22、MCM
‑
35、MCM
‑
49、ZSM
‑
11、ZSM
‑
22中的至少一种，所述粘结剂为拟薄水铝石、铝溶胶或硅溶胶。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征是所述沸石选自ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22中的至少一种，其中ZSM
‑
5沸石的SiO2/Al2O3比为20
‑
300，β沸石的SiO2/Al2O3比为25
‑
600，MCM
‑
22的SiO2/Al2O3比为30
‑
70。3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征是所述沸石为ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22的混合物，且ZSM
‑
5、β、MCM
‑
22的质量比为1:(0.1
‑
0.3):(0.05
‑
0.20)。4.一种催化剂的制备方法，其特征是具体步骤为：将至少一种沸石与粘结剂混合后，加入水和胶溶剂捏合并挤条成型，然后依次进行干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕刘中，龚旭辉，马余璐，史杰雷，王银亮，娄青青，李宗杰，李海洋，王近近，
申请(专利权)人：洛阳市科创石化科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：