[发明专利]一种混合二甲酚的烷基化固体酸催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种烷基化固体酸催化剂及其制备方法和应用，该固体酸催化剂包括载体SiO₂和负载在载体上的磷钨酸或硅钨酸，比表面积为400m²/g～700m²/g，固体酸催化剂中包含5％～40％的钨。该固体酸催化剂能够催化2,4/2,5‑混合二甲酚与异丁烯进行烷基化反应，具有较高的催化活性，易于与产品进行分离，从而制备出高纯度单一组分的2,4‑二甲酚及2,5‑二甲酚产品。实验结果表明：本发明提供的固体酸催化剂催化混合二甲酚烷基化反应连续运行200小时，2,4/2,5‑混合二甲酚的最高转化率可达93％以上，6/4‑叔丁基‑2,4/2,5‑二甲酚产率稳定在92％以上，制备的催化剂连续运行催化性能优异。

技术领域

本发明属于催化合成技术领域，涉及一种固体酸催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种混合二甲酚的烷基化固体酸催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着相关行业的快速发展，市场对二甲酚的需求量也日益增大。目前国内市场所需的高纯度的单一成份的二甲酚产品基本都是通过化学合成法制得，且大量依赖进口。然而，工业二甲酚合成工艺复杂，成本较高，且“工业三废”处理难度大，特别是随着环保和安全意识的增强以及相关标准的提高，对化工制造业同时也提出了新的要求。综合国内外各种因素，使得国内二甲酚市场总体上严重供不应求，价格也不断攀升，对生产下游产品的国内企业形成很大压力。

中低温煤焦油加氢制备燃料油过程中产生的混合二甲酚(2,4/2,5-混合二甲基苯酚)是一种良好的精细化工原料，但混合二甲酚中2,4-二甲酚和2,5-二甲酚因沸点相差仅0.2℃(常压下的沸点分别为211.0℃和211.2℃)，采用传统的精馏技术难以将其分离而得到高纯度的单一组分2,4/2,5-二甲酚产品,据本发明申请人查阅国内外资料，目前本领域尚无有关2,4-二甲酚与2,5-二甲酚混合物分离方法的文献报道。

另一方面，传统的烷基化催化剂一般为酸性催化剂，一般分为液体酸和固体酸两大类。工业上主要经历了从液体酸、金属氯化物、沸石类分子筛到阳离子交换树脂的发展过程。经过几十年的发展，烷基化催化剂的性能虽然经已有很大改进，但其仍存在加量及腐蚀性大、难以再生且污染环境、耐热差、寿命短及孔分布不均、易中毒等问题，而目前全球公知的烷基化工业装置大多仍旧采用传统的浓硫酸和氢氟酸工艺。

综上所述，出于安全性及环保性方面考虑，因此开发一种催化活性高、选择性好、安全环保且适合对2,4/2,5-混合二甲酚进行烷基化反应用的固体酸催化剂显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种混合二甲酚的烷基化固体酸催化剂及其制备方法，该烷基化固体酸催化剂对2,4/2,5-混合二甲酚进行烷基化反应具有较高的催化活性、选择性及稳定性；另外，本发明还提供一种该烷基化固体酸催化剂在煤基混合二甲酚分离中的应用方法。

本发明的技术解决方案如下所述。

一种混合二甲酚的烷基化固体酸催化剂，其特征在于：所述的固体酸催化剂是一种比表面积为400m²/g～700m²/g且内含有5％～40％的钨的烷基化分子筛固体酸催化剂，该烷基化分子筛固体酸催化剂的载体为SiO₂，在载体上负载有磷钨酸或硅钨酸。

用于制备权上述烷基化固体酸催化剂的方法至少包括以下步骤：

(1)、载体的预处理：将SiO₂用浓度为0.2～2mol/L的盐酸水溶液浸泡3～5小时，去离子水洗至中性，在烘箱中于80～120℃温度干燥5～6小时，备用；

(2)、用水和磷钨酸或硅钨酸配制出溶液浓度为30～200g/L的含钨酸的溶液；