[发明专利]一种含UZM-8分子筛的催化剂及其应用

说明书

一种含UZM‑8分子筛的催化剂，其特征在于所述的UZM‑8分子筛，其²⁷Al MAS NMR谱图中55ppm的四配位铝峰面积与49ppm的四配位铝峰面积的比值为3.5～6.0，以其为活性组元的催化剂，在乙烯和苯液相烷基化合成乙苯的反应中，兼顾beta和MCM‑22分子筛的优点，既具有较高活性，又具有高的乙苯选择性。

技术领域

本发明是关于一种含分子筛的催化剂及其应用，确切地说，是关于一种含UZM-8分子筛的催化剂以及在乙烯苯液相烷基化反应中的应用。

背景技术

乙苯作为重要的化工原料，主要用于脱氢生产苯乙烯，进而生产苯乙烯系列树脂如聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)以及丁苯橡胶(SBR)等等。另外，少量的乙苯也用于溶剂、稀释剂以及生成二乙基苯等。近年来，苯乙烯的发展更为迅速，市场对苯乙烯的旺盛需求带动了乙苯产量的持续增长；从1998年到2015年，全球乙苯的需求量将以3.7％的速度增长。工业上，乙苯主要是由乙烯和苯烷基化反应合成的，仅有约2％的乙苯是通过C₈馏分的分离方法生产的。

目前，乙苯的生产工艺主要有：AlCl₃法、Alkar气相法、催化蒸馏工艺分子筛气相法以及分子筛液相法等；而前两种方法由于环境污染、腐蚀设备、能耗大等缺点，已被逐步淘汰。自20世纪80年代起，乙苯的生产开始从传统的AlCl₃催化剂Friedel-Crafts苯烃化工艺向分子筛催化工艺转变。分子筛催化乙苯合成工艺又分为气相法和液相法两种。分子筛气相法催化合成乙苯主要的缺点是二甲苯含量高，影响产品的质量；在一定程度上，可以说分子筛液相法是针对气相法的不足而发展起来的工艺，由于反应温度低，从而减少了副反应产物的生成量，特别是大大降低了二甲苯的生成量，提高了乙苯产品的品质。目前，液相合成乙苯工艺已实现工业化的催化剂有Y、Beta和MCM-22分子筛催化剂。

Mobli公司Cheng等(Studies in Surface Science and Catalysis,1999,121:53-60.)通过实验对比发现(表1)：液相烷基化反应中，Beta分子筛活性最高，乙基化(乙苯、二乙苯、三乙苯合计)选择性99.7％；MCM-22分子筛选择性最好，乙基化选择性达99.9％，乙苯选择性最高，二乙苯等多乙苯生成很少，二乙苯与乙苯生成量之比接近平衡值，而Beta、Y的二乙苯与乙苯生成量之比均大大超过平衡值；Y型分子筛(USY)由于具有超笼而使其活性和选择性均较差，乙基化选择性只有93％。一般来说，Beta分子筛活性最高，MCM-22分子筛乙苯、乙基化选择性最好，Y型分子筛由于其孔道结构中存在超笼，选择性最差、失活较快。

US 6756030B1(2004)，US 7268267B2(2007)，US 7713513B2(2010)和US20110077442A1(2011)首次报道了以二甲基二乙基氢氧化铵(DEDMAOH)为模板剂合成出具有MWW拓扑结构的UZM-8分子筛，所用的硅源为正硅酸乙酯等完全解聚的硅源，铝源为异丙醇铝。同时，UOP公司对UZM-8分子筛与其他MWW结构分子筛(MCM-22、MCM-49、MCM-56)用于乙烯与苯液相烷基化催化性能进行考察，并发现UZM-8分子筛具有优异的催化活性及乙苯选择性。由于其所用的硅脂硅源、烷基铝源大大提高了制备成本，使得UZM-8未大规模应用。