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一种生产异丙苯的方法技术

技术编号:40041115 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-16 19:44
本发明专利技术公开了一种生产异丙苯的方法。该方法是以苯和丙烯为原料,原料与多级孔道MWW分子筛催化剂接触反应合成异丙苯,其中,多级孔道MWW分子筛的酸量为1.010~1.050摩尔/克。本发明专利技术方法用于苯和丙烯烷基化反应生产异丙苯中,具有活性高、选择性好、副产物少的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异丙苯的生产,具体地,涉及一种苯和丙烯烷基化制备异丙苯的方法。


技术介绍

1、mww是一类拥有片层结构为基本结构单元的分子筛材料的总称。其中最有代表的mcm-22拥有两套互不相通的多维孔道结构,一套二维十元环正弦网状结构孔道和一套十元环超笼的孔道。mcm-22分子筛晶体层与层之间以氧撑互连。在扫描电镜下,mcm-22分子筛呈现六边形的片状或饼状形貌,片与片之间层叠交错堆积成晶粒状或厚饼状。一般采用水热晶化法合成mcm-22,即按一定比例将水、铝源、碱源、模板剂和硅源混合均匀后,移至合成釜中,高温下动态晶化3-7天,经抽滤、洗涤、干燥,高温(823k)焙烧后得到mcm-22分子筛。按上述方法合成的mww分子筛催化剂比表面积较小。

2、mcm-22分子筛在烷基化、催化裂化、芳构化及甲苯歧化等方面都有广泛的应用。但mcm-22催化的苯与丙烯烷基化等反应中,由于其独特的孔道结构,造成了物料传质的阻碍,生成了较多的二异丙苯等分子量较大的产物。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足,提供一种生产异丙苯的方法,该方法应用于苯和丙烯烷基化生产异丙苯反应中,具有活性高、选择性好、副产物少的特点。

2、本专利技术提供了一种生产异丙苯的方法,以苯和丙烯为原料,原料与催化剂接触反应合成异丙苯,所述催化剂为多级孔道mww分子筛,所述分子筛的酸量为1.010~1.050摩尔/克。

3、进一步地,所述反应的反应温度为130~210℃,反应压力为1.0~3.5mpa,丙烯的重量空速为1.0~8.0h-1,苯和丙烯的摩尔比为1.0~4.0:1。

4、进一步地,所述多级孔道mww分子筛的孔分布如下:孔径小于2.0nm的孔体积占总孔体积的30%~45%,孔径为2.0~5.0nm的孔体积占总孔体积的25%~35%,孔径为5.0~20.0nm的孔体积占总孔体积的15%~30%,孔径大于20.0nm至50.0nm的孔体积占总孔体积的10%以下,优选为3%~9%。

5、进一步地,所述多级孔道中,微孔是指孔径为0.5~0.8nm的孔,介孔是指孔径为2.0~50.0nm的孔。

6、进一步地,所述分子筛的平均孔径为2.5~4.5nm,优选为2.7~4.0nm,更优选为2.8~4.0nm。

7、进一步地,所述分子筛的比表面积为400~500m2/g,总孔体积为0.20~0.70cm3/g,优选为0.25~0.65cm3/g,更优选为0.30~0.60cm3/g,微孔孔体积为0.20~0.55cm3/g。

8、进一步地,所述多级孔道mww分子筛的制备方法,包括以下步骤:

9、(1)将硅源、第一模板剂、无水乙醇、水混合得到凝胶,调节凝胶ph值为8~12,老化,得到前驱体材料;

10、(2)将步骤(1)所得的前驱体材料、铝源、第二模板剂、碱源和水混合,晶化,得到中间晶态材料;

11、(3)将步骤(2)所得的中间晶态材料焙烧,得到所述的多级孔道mww分子筛。

12、进一步地,步骤(1)中,硅源以sio2计、第一模板剂、无水乙醇和h2o的摩尔比为1:(0.1-0.5):(3-10):(20-100)。

13、进一步地,步骤(1)中,所述硅源选自硅溶胶、固体氧化硅、白炭黑或硅酸酯中的至少一种。

14、进一步地,步骤(1)中,所述第一模板剂选自十二胺、十四胺、十六胺或十八胺中的至少一种。

15、进一步地,步骤(1)中,所述老化在搅拌下进行,老化的温度为10~40℃,时间为12~36h。

16、进一步地,步骤(1)中,可以通过添加氨水调整ph。

17、进一步地,步骤(1)中,老化步骤结束之后,可以通过常规已知的任何分离方式从所获得的混合物中分离出前驱体材料产品,比如过滤、洗涤和干燥。在此,所述过滤、洗涤和干燥可以按照本领域常规已知的任何方式进行。所述干燥温度,可选80~200℃,优选100~150℃;作为所述干燥的时间,2~24h,优选5~10h。该干燥可以在常压下进行,也可以在减压下进行,为节约能源,常选常压下进行。

18、进一步地,步骤(2)中,所述铝源选自氢氧化铝、铝酸钠、异丙醇铝、硝酸铝、硫酸铝、高岭土或蒙脱土中的至少一种。

19、进一步地,步骤(2)中,所述碱源选自碱金属氢氧化物中的至少一种。

20、进一步地,步骤(2)中,所述第二模板剂选自六亚甲基亚胺、哌啶或高哌嗪中的至少一种。

21、进一步地,步骤(2)中,前驱体材料以sio2计、铝源以al2o3计、第二模板剂、碱源以oh-计和水的摩尔比为1:(0.02-0.1):(0.05-0.5):(0.05-0.15):(10-50)。

22、进一步地,步骤(2)中,晶化条件如下:晶化温度位130~200℃,晶化时间为12~100小时,优选地,晶化温度为140~190℃,晶化时间为24~100小时。

23、进一步地,步骤(2)中,晶化步骤结束之后,可以通过常规已知的任何分离方式从所获得的混合物中分离中间晶态材料产品,比如过滤、洗涤和干燥。在此,所述过滤、洗涤和干燥可以按照本领域常规已知的任何方式进行。所述干燥温度,可选80~200℃,优选100~150℃;作为所述干燥的时间,2~24h,优选5~10h。该干燥可以在常压下进行,也可以在减压下进行,为节约能源,常选常压下进行。

24、进一步地,步骤(3)中,焙烧条件如下:焙烧温度为400~550℃,焙烧时间为5~10小时,气氛为含氧气体(比如空气)。

25、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:

26、本专利技术生产异丙苯的方法,以苯和丙烯为原料,多孔道mww分子筛作催化剂,该催化剂比表面积较大,酸量适宜,特定的孔道结构适用于苯和丙烯烷基化反应,在该类反应中具有活性高、选择性好、副产物少的特点。

27、本专利技术多级孔道mww分子筛的制备方法是采用第一模板剂合成含介孔的硅前驱体材料,再用第二模板剂和铝源、碱源经过液相水热晶化的技术方案。利用了分子筛在晶化过程中,微孔小分子有机胺模板剂导向能力较弱的特点,使得含介孔的前驱体再原位被转化为整体式结构的mww分子筛。本专利技术mww分子筛,既保留了前驱体的大部分介孔结构,又在晶化过程中产生了mww结构特有的两套微孔结构和片层状形貌。上述特定的结构特点使得该分子筛在催化苯和丙烯烷基化的反应中具有催化活性好,物料扩散速度更快,催化剂性能更稳定,生成的二异丙苯等重副产物更少的优点。

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【技术保护点】

1.一种生产异丙苯的方法,以苯和丙烯为原料,原料与催化剂接触反应合成异丙苯,所述催化剂为多级孔道MWW分子筛,所述分子筛酸量为1.010~1.050摩尔/克。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的反应温度为130~210℃,反应压力为1.0~3.5MPa,丙烯的重量空速为1.0~8.0h-1,苯和丙烯的摩尔比为1.0~4.0:1。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛的孔分布如下:孔径小于2.0nm的孔体积占总孔体积的30%~45%,孔径为2.0~5.0nm的孔体积占总孔体积的25%~35%,孔径为5.0~20.0nm的孔体积占总孔体积的15%~30%,孔径大于20.0nm至50.0nm的孔体积占总孔体积的10%以下。

4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛的总孔体积为0.20~0.70cm3/g。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多级孔道包括微孔和介孔,优选地,微孔为孔径为0.5~0.8nm的孔,介孔为孔径为2.0~50.0nm的孔。>

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛的平均孔径为2.5~4.5nm,比表面积为400~500m2/g。

7.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛总孔体积为0.25~0.65cm3/g,微孔孔体积为0.20~0.55cm3/g。

8.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛总孔体积为0.30~0.60cm3/g,微孔孔体积为0.20~0.55cm3/g。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛的平均孔径为2.7~4.0nm。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多级孔道MWW分子筛的平均孔径为2.8~4.0nm。

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【技术特征摘要】

1.一种生产异丙苯的方法,以苯和丙烯为原料,原料与催化剂接触反应合成异丙苯,所述催化剂为多级孔道mww分子筛,所述分子筛酸量为1.010~1.050摩尔/克。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的反应温度为130~210℃,反应压力为1.0~3.5mpa,丙烯的重量空速为1.0~8.0h-1,苯和丙烯的摩尔比为1.0~4.0:1。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多级孔道mww分子筛的孔分布如下:孔径小于2.0nm的孔体积占总孔体积的30%~45%,孔径为2.0~5.0nm的孔体积占总孔体积的25%~35%,孔径为5.0~20.0nm的孔体积占总孔体积的15%~30%,孔径大于20.0nm至50.0nm的孔体积占总孔体积的10%以下。

4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述多级孔道mww分子筛的总孔体积为0.20~0.70cm3/g。

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚晖高焕新胥明刘远林魏一伦
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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