[发明专利]一种乙苯高效烷基化制对二乙苯催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种乙苯高效烷基化制对二乙苯催化剂的制备方法，属催化剂制备技术领域。该方法采用纳米氢型ZSM‑5分子筛和粘结剂、助挤剂混合，捏合过程中添加无机酸溶液及改性组分镁、磷混合胶溶，挤条成型后经水热老化处理以提高催化剂稳定性，载体仅通过一步浸渍改性组分硅得到该催化剂，催化剂中分子筛的孔口尺寸及外表面酸性在经过镁、硅、磷的协同改性作用下反应性能和稳定性显著提升。与现有技术相比，本发明提供的制备方法改性组分镁、磷可直接在挤条时引入，简化制备流程，降低工业生产成本。所制得的催化剂通过实验室固定床微型反应装置评价，对二乙苯选择性达到98.5％，乙苯转化率达到20％，稳定运行350小时。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及的是一种乙苯高效烷基化制对二乙苯催化剂的制备方法。

背景技术

对二乙苯是对二甲苯吸附分离工艺过程中必不可少的解析剂，其合成具有非常重要的社会效益和实用价值。对二乙苯作为对二甲苯解吸剂的工业要求是其纯度大于95％。但由于对二乙苯、邻二乙苯和间二乙苯的沸点相近，采用精馏方法从混合二乙苯(对二乙苯含量30％)中提纯对二乙苯产品，分离能耗高，纯度也难以达到要求。目前，对二乙苯的工业生产普遍采用以HZSM-5为主体的催化剂，在气固相条件下，以乙苯与乙烯进行烷基化反应或以乙苯与乙醇进行烷基化反应来合成对二乙苯的技术路线。采用该工艺技术可高选择性地获得对二乙苯产品，避免了对二乙苯与其它两种异构体分离难的问题。

HZSM-5是一种性能优良的分子筛催化剂，在催化活性、抗积碳性、水热稳定性等方面性能突出。因此，对二乙苯催化剂多选择HZSM-5分子筛作催化剂主体。但对于HZSM-5本身而言，其酸性中心以强酸为主，并且强酸中心遍在于催化剂内外表面：另外其孔径略大，如果直接用作对二乙苯催化剂，会产生大量异构体，使对二乙苯选择性较差，因此往往需要对其组成和孔道进行修饰。

CN90101436.2公布了一种用于合成对二乙苯的择形催化剂的制备方法，采用Al、Mg双金属离子改性ZSM-5沸石分子筛。其中金属Al离子改性通过沉淀法完成，金属Mg离子的改性是以硝酸镁溶液常温浸渍完成的。用该方法制备的催化剂在乙苯乙醇烷基化反应中对二乙苯的选择性可达95-98％，但乙苯转化率偏低(仅为5-10％)，并且实际应用中表现出的催化剂再生重复性差，不适合工业应用。

CN200410020397.7公布了一种采用乙苯与乙醇烷基化反应合成对二乙苯的方法，以SiO2/Al2O3＝100的HZSM-5分子筛为母体，以硼、镁和钴等组分对分子筛的表面酸性和孔道结构进行调节，所得催化剂在370℃下、乙苯与乙醇的摩尔比为2∶1、反应10小时时，虽然对二乙苯选择性接近100％，但乙苯的初活性不高，使得二乙苯的收率仅为14％；且乙苯与乙醇的摩尔比达2∶1，使得乙醇的利用率较低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于乙苯与乙烯或乙醇烷基化高效制对二乙苯催化剂的制备方法。

本发明一种乙苯高效烷基化制对二乙苯催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)以载体干基计量，将40～80wt％的纳米氢型ZSM-5分子筛，15～60wt％的拟薄水铝石与1～5wt％助挤剂混合均匀，调整干基的含水量为40～60wt％，加入稀硝酸和负载组分镁盐、磷盐进行充分捏合，挤条、干燥、焙烧成型载体，成形载体中MgO、P₂O₅分别占载体的0.5～5wt％、5～15wt％；

(2)将步骤(1)中所得载体经常规水热老化处理得到催化剂前体A；

(3)将步骤(2)中水热老化处理后的催化剂前体A进行有机硅化合物浸渍，浸渍时间0.5～24小时，晾干，干燥，焙烧得到乙苯高效烷基化制对二乙苯催化剂；

步骤(1)中所述的纳米氢型ZSM-5分子筛晶粒为50～200nm。