[发明专利]过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生产二甲苯的方法，其特征在于：以至少含有苯、甲苯、甲醇、乙醇、三甲苯、四甲苯、五甲苯中的一种物质为原料，在反应温度为150～550℃，反应压力0.1～4.5MPa，重量空速为0.5～5.5h^-1的条件下与催化剂床层接触，反应生成包含二甲苯的产物；

所述催化剂为过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂，以质量百分比计，包含以下组分：

1)共晶分子筛55～99.99999％，所述共晶分子筛中Si/Al原子比为1～600：1；

2)过渡金属元素0.00001～45％；

其中，所述共晶分子筛至少包括MTW/BEA或MTW/MOR中的一种，所述催化剂的比表面积在140m²/g～710m²/g、孔体积在0.02cm³/g～0.41cm³/g，所述催化剂中钠元素含量为0.00001％～0.15％；

所述过渡金属元素选自铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂、铜、锌、镧、铈、金中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的生产二甲苯的方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

1)将含MTW结构共晶分子筛加入0.05～2.5mol/L的酸溶液中，20～100℃酸洗0.1～8h，过滤、洗涤后干燥，得到干燥物；

2)将步骤1)处理后的含MTW结构共晶分子筛采用0.05～4mol/L的铵盐溶液于20～100℃离子交换0.5～12h，过滤、洗涤后，在30～700℃保持0.5～30小时；

3)将步骤2)所得产物采用0.001～5mol/L含有过渡金属元素的溶液于20～99℃离子交换0.5～12h，过滤、洗涤后干燥，在200～700℃焙烧0.5～10小时，得到过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂。

3.根据权利要求2所述的生产二甲苯的方法，其特征在于：

所述含MTW结构共晶分子筛至少含有MTW/MOR或MTW/BEA中的一种，酸溶液为柠檬酸、盐酸、醋酸、草酸或硝酸中的至少一种；

铵盐溶液为硝酸铵、氯化铵或硫酸铵中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的生产二甲苯的方法，其特征在于：

酸溶液浓度为0.1～1.5mol/L，铵盐溶液浓度为0.1～3.0mol/L，含有过渡金属元素的溶液中过渡金属元素浓度为0.03～3.5mol/L，过渡金属元素选自铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂、铜、锌、镧、铈、金中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的生产二甲苯的方法，其特征在于：

步骤1)中的酸洗温度为30～98℃，酸洗时间为0.2～6.0h；

步骤2)、步骤3)中离子交换的温度为30～95℃，交换时间为1～8h。

6.根据权利要求2所述的生产二甲苯的方法，其特征在于：

步骤2)中分子筛过滤、洗涤后，在80～700℃保持2～20小时；

步骤3)中焙烧条件为350～660℃焙烧1～4h；

步骤1)～3)重复操作1～5次。