【技术实现步骤摘要】
一种硅铝分子筛催化剂及其制备和应用
[0001]本申请涉及催化剂的
,具体是涉及一种适用于芳烃和烯烃烷基化的硅铝分子筛催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]乙苯是重要的基础有机原料,主要用来生产苯乙烯,而苯乙烯是合成聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS和SBS等的重要单体,还应用于制药、涂料和纺织工业中,用途非常广泛。
[0003]乙苯主要是通过苯和乙烯经烷基化反应合成,实际催化反应过程中,苯与乙烯气相烷基化是一个串联和并联副反应共存的复杂反应体系,除了生成乙苯外,还会生成二乙苯、三乙苯、甲苯、二甲苯、丙苯、甲乙苯和丁苯等副产物。在副产物中,二甲苯与乙苯沸点相近,难以通过分馏有效去除,因此控制烷基化产物中二甲苯含量尤为重要。另外,为提高乙苯收率,工业生产中从烷基化反应产物中分离出多乙苯(二乙苯和三乙苯)物料,随后通过烷基转移反应生成乙苯,降低烷基化产物中多乙苯含量可以减少后续烷基转移反应的负荷,对企业节能增效具有重要的意义。
[0004]工业使用的苯和乙烯烷基化催化剂对形状和机械强度均有一定的要求,因此在分子筛催化剂成型过程中需要添加大量的粘结剂,大量粘结剂的加入虽然增加了催化剂的机械强度,但同时也带来一些负面影响,比如会稀释催化剂的活性中心,堵塞分子筛的孔道,同时引发较多的副反应,导致产品纯度降低。为了解决粘结剂带来的负面影响,现有技术中公开了制备无粘结剂催化剂的方法。
[0005]目前公开报道的制备无粘结剂分子筛催化剂的方法中,一般在成型过程中需要添加一定量的分子筛粉末,这就意味着
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硅铝分子筛催化剂,其中所述催化剂中孤立铝含量为98
‑
100%,优选为99
‑
100%,所述孤立铝含量可以通过如下方式测量得到:孤立铝含量=(1
‑
2 x C
钴
/C
铝
)x 100%,其中通过离子交换制备Co
‑
Na型催化剂,C
钴
和C
铝
分别为ICP测试得到的催化剂中Co含量和Al含量。2.按照权利要求1所述的催化剂,其NH3‑
TPD谱图中脱附曲线显示出三个峰P1、P2和P3,所述三个峰P1、P2和P3的峰顶位置对应的脱附温度分别在175
‑
225℃、245
‑
295℃和365
‑
415℃的范围内,优选分别在185
‑
215℃、255
‑
285℃和375
‑
405℃的范围内。3.按照权利要求1或2所述的催化剂,其中所述三个峰P1、P2和P3的峰高H1、H2和H3满足H1>H2>H3,优选地所述峰高H1、H2和H3之间满足如下关系:H2/H1=(0.4
‑
0.9):1;H3/H2=(0.7
‑
0.9):1;以及H3/H1=(0.3
‑
0.8):1。4.按照权利要求1
‑
3中任一项所述的催化剂,其中所述催化剂为无粘结剂的硅铝分子筛催化剂,优选地所述硅铝分子筛为具有十元环或十二元环孔结构的酸性分子筛,更优选为ZSM
‑
5分子筛。5.按照权利要求1
‑
4中任一项所述的催化剂,其中所述催化剂具有以下特征中的一个或多个:所述催化剂上未额外负载任何的改性金属组分或者非金属组分,例如锌、镁、钙、铁、钴、镍、磷、镧、铜、锆、铬、锰、银、钌、钯、铂、钛、锡、锶、钡、钒、锂等;所述催化剂具有两种不同尺寸的晶粒,其尺寸分别在10
‑
350nm和600
‑
2000nm范围内;优选地,尺寸在10
‑
350nm内的晶粒数量占总晶粒数的5%
‑
40%,尺寸在600
‑
2000nm内的晶粒数量占总晶粒数的60%
‑
95%;所述催化剂的机械强度为100
‑
170N/cm,优选为110
‑
160N/cm;以及所述催化剂的SiO2/Al2O3摩尔比为50
‑
500。6.一种硅铝分子筛催化剂的制备方法,包括如下步骤:1)将模板剂、硅源、第一铝源和水加热混合得到第一混合物;2)将第一混合物、硅粉和第二铝源混合得到第二混合物;3)将第二混合物成型得到第三混合物;4)将第三混合物、碱源和调节剂接触得到第四混合物,其中所述调节剂为多羟基高分子化合物,优选选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素或者它们的任意组合;以及5)对第四混合物进行处理得到第五混合物,其中所述处理包括焙烧;6)对第五混合物进行水蒸气处理得到第六混合物;7)对第六混合物进行酸洗处理得到硅铝分子筛催化剂。7.按照权利要求6所述的制备方法,其中所述步骤1)具有至少一个以下特征:所述的模板剂选自四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四乙基氢氧化铵、四乙基溴化铵或者它们的组合,所述硅源选自硅溶胶、白炭黑、硅酸四乙酯、硅粉或者它们的组合,所述第一铝源选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、异丙醇铝、拟薄水铝石或者它们的组合;
所述模板剂、硅源、第一铝源和水的摩尔比满足模板剂:...
【专利技术属性】
技术研发人员:王达锐,孙洪敏,宦明耀,
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:
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