[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

说明书

本发明提供一种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，以质量百分比计，催化剂包含以下组分：1)共晶分子筛55～99.99999％，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％。本发明的过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂的制备方法，通过将MTW‑BEA或MTW‑MOR共晶分子筛经过行酸洗、过滤、洗涤、干燥，之后将采用上述方法处理过的MTW‑BEA或MTW‑MOR共晶分子筛进行铵离子交换、过滤、洗涤、烘干；最后将上述分子筛采用含有过渡金属元素的物质进行交换、过滤、洗涤、干燥并焙烧，该制备方法较好的克服现有技术生产元素改性分子筛催化剂的过程繁琐、金属分散性不高的问题，可用于催化芳烃的生产中。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体是涉及一种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。

背景技术

分子筛是一类具有骨架结构的微孔晶体材料，由于其具有特定的孔道尺寸、结构特征、较大的比表面积、合适的机械强度、对化学反应的适用性及对催化反应的选择性可控的优点，常被应用于石油炼制与加工，煤化工、天然气化工、生物质行业以及聚合物前驱体制备等方面。

MTW结构分子筛材料具有十二元环构成的一维线性非交叉孔道，其介于中孔和大孔分子筛之间的孔道尺寸能够有效的实现对大多数有机分子的择形催化转化，两种(或多种)分子筛晶体由于相同或相近无限成分单元的层错或错序排列会形成新的共晶(intergrowth)分子筛晶体。共晶分子筛能够调变分子筛的孔道结构和酸性质，在催化反应中即有两种分子筛各自的反应特性，又表现出不同于机械混合样品的独有协同效应和反应性能，已引起了业界的广泛关注，如MTW/BEA，MTW/MOR等共晶分子筛是当前工业催化用分子筛的研发热点。

但分子筛在用于工业催化前，需要将其改性，加入有助于反应的元素，才能提高催化剂的性能。专利US6232517公开了以萘、1,2,4-三甲苯和甲醇为原料，ZSM-12分子筛为催化剂合成2,6-二甲基萘，在350℃，4.0MPa的条件下反应95.5h后萘的转化率仍可达到50.8％，2,6-二甲基萘占二甲基萘的摩尔分数为28.3％。文献(吴伟,孙可一.酸脱铝改性的HZSM-12分子筛催化合成2,6-DMN的研究[J].现代化工,2007,27(S2):182-187.吴伟,孙可一,闫鹏飞.MgO沉积改性HZSM-12分子筛的结构表征与催化性能[J].现代化工,2008,28(5):50-53.)分别将沉积和脱铝改性的ZSM-12分子筛用于萘与甲醇烷基化合成2,6-二甲基萘反应，结果表明，改性后的ZSM-12分子筛对萘和甲醇烷基化反应的催化活性有所降低，烷基化产物中2,6/2,7-二甲基萘比显著提高。

文献(Zhang,L.D.；Gao,J.H.；Hu,J.X.；Li,W.H.；Wang,J.G.Lanthanum Oxides-Improved Catalytic Performance of ZSM-5in Toluene Alkylation with Methanol[J].Catalysis Letters,2009,130(3-4):355-361.)报道了镧元素改性ZSM-5分子筛催化剂应用于对二甲苯的制备，发现镧元素能促进甲苯甲醇反应生成水与积碳发生水煤气转换反应，及时除去催化剂上面的积碳，从而提高催化剂的稳定性。

众所周知，过渡金属元素铁、钴、镍、钌、铑、钯、铼、锇、铱、铂、铜、锌、钼、镧、铈、金等金属具有极好的催化加氢、脱氢、水煤气转化的性能，因此，采用过渡金属元素对含MTW结构共晶分子筛进行改性可能获得更好的催化性能。

目前采用过渡金属改性的含MTW结构共晶分子筛催化剂鲜有报道，因此本专利提供一种过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂及其制备方法，该催化剂可用于二甲苯和2,6-二甲基萘的生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂。解决现有技术无法提供过渡金属元素改性含MTW结构共晶催化剂的技术问题。