[发明专利]用于生产环己基苯的催化剂

说明书

本发明涉及用于生产环己基苯的催化剂及其制备方法以及苯加氢烷基化一步法合成环己基苯的方法，主要解决现有技术中的催化剂造成反应中副产物环己烷收率高和主产物环己基苯收率低的技术问题。本发明通过采用用于生产环己基苯的催化剂，包括载体和如下活性组分：(1)0.5～20g/L的Pd；(2)0～50g/L的镧系元素中的至少一种；(3)0～25g/L的Fe，其中所述的载体为氢型沸石分子筛的技术方案取得了较好的效果，可用于苯加氢烷基化一步法制备环己基苯。

技术领域

本发明涉及用于生产环己基苯的催化剂、其制备方法以及苯加氢烷基化一步法合成环己基苯的方法。

背景技术

环己基苯是一种重要的中间体，广泛应用于液晶、塑料、涂料、胶粘剂等领域。环己基苯类液晶具有极高的化学稳定性、光化学稳定性、粘度低以及物理性能优良等特点，是显示器件的理想材料之一。环己基苯作为锂离子电池电解液的添加剂，具有防过充性能，可提高电池的安全性能。此外，通过环己基苯的过氧化、分解反应过程可以制备苯酚和环己酮，用于生产酚醛树脂、己内酰胺和尼龙等大宗化工原料，具有良好的应用前景。环己基苯的基本信息如下：无色液体，CAS号为827-52-1，分子量为C₁₂H₁₆，密度0.95g/cm³，沸点238～240℃，熔点5℃，闪点98℃。

环己基苯的制备方法有：联苯选择加氢法，苯与环己烯的烷基化法、苯加氢烷基化法。其中，苯加氢烷基化制备环己基苯的反应原理如下(式1)：根据苯加氢烷基化的反应机理，苯在金属中心上发生加氢反应，可以选择性生成环己烯，同时生成部分环己烷和环己二烯；环己烯和环己二烯在酸性中心上与苯发生烷基化反应，生成主产物环己基苯。因此，采用具有加氢功能和烷基化功能的双组分催化剂可以实现苯加氢烷基化生产环己基苯。

苯加氢烷基化制备环己基苯的研究最早始于20世纪七八十年代。早期开发的催化剂存在环己基苯选择性较低的问题，如ExxonMobil公司基于MCM-22系列分子筛开发了负载加氢金属的催化剂(US2011/0015457A1，US2011/0021841A1)，用于苯加氢烷基化制备环己基苯，此技术对副产物环己烷的选择性高。美国Phillips石油公司的专利US4094918、US4219689和US4329531，采用经Ni-稀土处理的沸石催化剂，并以Pd为助剂，苯的转化率和CHB的收率都比较低。上述方法在制备环己基苯的过程中存在副产物环己烷的收率高和产物环己基苯的收率比较低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中的副产物环己烷的收率高和主产物环己基苯的收率低的问题，提供用于生产环己基苯的催化剂，将其用于苯和氢气反应合成环己基苯时具有环己烷收率低和环己基苯收率高的优点。

本发明所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一所述催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是采用上述技术问题之一所述催化剂的环己基苯的合成方法。

为解决上述技术问题之一本发明的技术方案如下：用于生产环己基苯的催化剂，包括载体和如下活性组分：

(1)0.5～20g/L的Pd；

(2)0～50g/L的镧系元素中的至少一种；

(3)0～25g/L的Fe；

其中所述的载体为氢型沸石分子筛。

上述技术方案中，所述的镧系元素优选Nd或Sm，但优选同时包括Nd和Sm。Nd和Sm在提高CHB收率方面具有协同作用。

上述技术方案中，Fe与Nd，或者Fe与Sm在提高CHB收率方面具有协同作用。

上述技术方案中，催化剂中Pd含量优选为1～10g/L。