[发明专利]一种烷基化方法

说明书

本发明涉及烷基化领域，具体提供了一种烷基化方法，该方法包括：在含有改性IM‑5分子筛的催化剂存在下，将苯与甲醇接触，所述改性IM‑5分子筛的介孔面积在150m²/g以上，介孔体积在0.5cm³/g以上。本发明的催化剂，具有失活速率慢，且催化活性高和选择性好的优势，例如本发明的催化剂在高空速下运行，活性稳定性仍较长，本发明的催化剂在较低温度下反应，苯的转化率仍较高。由于催化剂的前述优势，使得本发明所述苯与甲醇的烷基化反应，具有苯转化率高，目标产物二甲苯和偏三甲苯选择性好等优势，且本发明的烷基化反应由于催化剂不易失活，因此工作周期较长，非常适合于工业应用。

技术领域

本发明涉及一种烷基化方法。

背景技术

苯与甲醇烷基化反应是一种工业应用价值极高的反应，该法能够通过一次反应合成应用价值较高的甲苯和二甲苯，尤其是十分重要的工业基本有机原料对二甲苯，而且该反应的原料苯和甲醇来源广，价格低廉。迄今，苯与甲醇烷基化的研究甚少，但国内外已陆续开始了对该反应的研究。

自从上世纪70年代美国Mobile公司开发了ZSM-5沸石以后，由于它对烷基化、异构化、苯环甲基化、选择裂化等反应都表现出了优异的催化性能，被广泛重视，人们也将苯甲醇苯环烷基化反应的催化材料着重放在了ZSM-5分子筛上以及对其进行改性处理。ZSM-5分子筛是由10元氧环构成的孔道体系，具有中等大小的孔径和孔口。

陆璐等(石油学报，2012，2：111-115)报道了将拥有微孔和介孔两种孔道的6％MgO/多级孔ZSM-5分子筛用于苯与甲醇烷基化反应中可以获得高达55％的苯的转化率和超过90％的甲苯及二甲苯的选择性，与普通ZSM-5分子筛相比，多级孔ZSM-5分子筛所获得的苯的转化率提高了约9％，甲苯及二甲苯的选择性提高了约3％。

随着分子筛研究工作的进展，人们也逐步将一些新型分子筛用于苯与甲醇烷基化反应中。MCM-22分子筛由Mobile公司在1990年首次合成。由于具有独特的结构性质，以MCM-22为载体的催化剂在烷烃转化为烯烃和芳烃、催化裂化、烯烃异构化、烃类烷基化等领域表现出了很好的催化性能，根据结构和制备方法的不同，到目前为止又陆续发现和合成了MCM-36、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、ITQ-2等同样具有MWW结构的层状分子筛。它们都与最先发现的MCM-22具有一定的亲缘关系，连同MCM-22一起归纳为MCM-22族分子筛。

CN102600887A报道了采用在氢型MCM-22分子筛上负载碱土、稀土金属元素的技术方案，较好地解决了以往文献中催化剂实际应用中甲醇烷基化利用率低、苯转化率不高、以及二甲苯选择性低的缺点。MCM-56属于MWW结构的分子筛，具有独特的10元环孔道和12元环孔穴、优良的水热稳定性和特殊的酸中心分布，是一种新型的催化材料。

CN102101818A报道了以HMCM-56分子筛为载体，负载金属Mo或Ni，其质量含量分别以MoO₃或NiO计，其负载质量为3-15％，甲苯和二甲苯的选择性≥89％；苯的单程转化率≥45％。甲苯和二甲苯的选择性及苯的转化率和仍然不理想，需要改进。

IM-5分子筛是由Suk Bong Hong等人(US6136290)首先合成的。该分子筛为二维十元环的孔道结构，第三维方向上有尺寸较大的有限孔道，其孔道结构与ZSM-5分子筛有相似之处，该分子筛还存在一个12元环的笼型结构，与ZSM-5相比又有不同之处。IM-5分子筛在许多反应中都已表现出了很好的催化性能。

US6344135和US6667267报道了含IM-5的催化剂在加氢裂化中的应用，其能提高加氢裂化反应的转化率，同时提高汽油的产率。

US6007698报道了含IM-5的催化剂在催化裂化中的应用，该催化剂能有效提高反应的转化率，同时提高丙烯的产率。同时报道了含磷改性的IM-5催化剂在催化裂化中的应用，能提高产物中汽油的收率，也能提高丙烯的选择性(US6306286)。