[发明专利]碳八芳烃择形催化合成对甲乙苯催化剂

说明书

本发明涉及一种碳八芳烃择形催化合成对甲乙苯的催化剂，主要解决以往对甲乙苯合成中原料成本较高，导致生产规模较小的问题。本发明通过以混合碳八芳烃为原料，原料与催化剂接触，所用催化剂以重量百分比计，包括如下组分：a)40～95份的SiO₂/M_X分子比为12～200的十元环分子筛，M为Al、Fe、Ga、Ti的一种或几种，三价M元素x为2、四价M元素x为1；b)4.9～59.9份的选自氧化硅、氧化铝或者二者的结合体；c)含0.1～15份的碱土金属和碱金属元素或其氧化物一种或几种的技术方案，可用于对甲乙苯工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种碳八芳烃择形催化合成对甲乙苯催化剂。具体涉及采用混合碳八芳烃制备得到对甲乙苯的催化剂

发明背景

对甲乙苯主要用于制备对甲基苯乙烯，而对甲基苯乙烯是生产聚甲基苯乙烯(PPMS)的单体，PPMS比聚苯乙烯(PS)密度小，聚合时体积收缩小，耐热温度高，易于成型加工，而且PPMS的弹性、透明性、熔融流动性等均高于聚苯乙烯(PS)。目前市场PPMS价格比PS高很多，正逐步取代PS。目前制备的研究方法主要有甲苯与乙醇择形烷基化反应、甲苯与乙烯择形烷基化反应制备，但无法长周期稳定运行。采用择形歧化方法有甲苯与乙苯择形歧化反应，但收率较低，大量生成对二乙苯等副产物。采用对二甲苯与乙苯反应制备可以明显提高对甲乙苯的收率，目前但原料成本较高，且没有有效的催化剂技术。采用混合碳八芳烃制备对甲乙苯可以大幅降低原料成本，可用于工业生产中。

择形歧化反应目前主要为甲苯择形歧化反应。甲苯择形歧化反应是工业应用中典型的选择性反应，它将甲苯转化成的苯和高浓度的对二甲苯，其中二甲苯产物是其三个异构体的平衡组成混合物，需求量最大的对二甲苯占80％以上。对甲乙苯下游产物对甲基苯乙烯制备高性能聚合物，与苯乙烯聚合物具有密度低、韧性好、易改性的优异性能。常用工业催化剂采用ZSM-5沸石分子筛，该分子筛由10元氧环构成三维孔道体系，具有与分子大小相近的孔口和孔径，三维孔道中直孔道和正弦孔道相连处的直径达到1纳米。ZSM-5沸石的孔径特点允许分子直径为0.63纳米的对二甲苯迅速扩散，同时可阻碍分子直径为0.69纳米的邻二甲苯和间二甲苯扩散受限较大。在甲苯歧化反应体系中，各物种在ZSM-5孔道中的扩散速率如下关系：苯≥甲苯＞乙苯≈对二甲苯＞对甲乙苯＞间二甲苯＞邻二甲苯，采用该分子筛可获得二甲苯产物中远远高于热力学平衡浓度的对二甲苯异构体和对甲乙苯含量。由于分子筛外表面酸性位对从孔道内扩散出来的富对位产物无选择性的异构化作用，因此最终产物仍为平衡组成。因此，要想得到具有较高对位选择性的催化剂，对ZSM-5分子筛必须进行改性。在分子筛内部，由于两种孔道相连处较大，且该处存在较大的空间。

对甲乙苯从含对二甲苯和乙苯混合碳八芳烃反应合成的公开报道和研究较少。

专利CN85102599A、CN85102828A、CN85102764A、USP4950835、USP 1045930A采用了甲苯与乙醇或乙烯烷基化反应，来合成对甲乙苯，反应并没有长周期运行的报道，寿命较短，且运行不稳定。

CN101723790A中采用碳九芳烃萃取分离得到对甲乙苯的方法，受原料限制，以及工艺复杂，成本较高，工业应用较难。

USP5034362中提出了制备单一烷基芳烃择形歧化制备对甲乙苯催化剂方法。其修饰的方法是选用ⅡA元素和第八元素来改性得到催化剂用于甲苯与乙苯择形歧化制备对甲乙苯，或者采用甲苯与乙烯/乙醇烷基化制备，在实际工业应用中无法得到较高的对甲乙苯产物，大量生成了苯和对二乙苯。

本发明的目的是为了克服以往文献中反应中，原料成本较高的问题。本发明通过采用在催化剂制备过程中采用混合碳八芳烃择形催化催化剂进行反应合成对甲乙苯，较好地解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有对甲乙苯合成方法中，采用原料成本较高的问题。采用混合碳八芳烃原料，使催化剂上发生的芳烃择形歧化反应生成对甲乙苯产物，具有原料成本较低的优点。