[发明专利]一种无粘结剂Beta分子筛催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无粘结剂Beta分子筛催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂的NHsubgt;3/subgt;‑TPD谱图中，按照脱附温度由低到高有三个峰，依次为峰1、峰2和峰3，三个峰高度比分别为，峰2/峰1＝(0.40‑0.85)：1，峰3/峰1＝(0.35‑0.75)：1。所述催化剂的制备方法，包括：(1)将模板剂、硅源、第一铝源和水接触得到混合物A；(2)将混合物A、无定形二氧化硅、第二铝源和增强剂接触得到混合物B；(3)将混合物B成型得到混合物C；(4)将混合物C通过处理得到所述催化剂。本发明催化剂用于苯和乙烯液相烷基化反应中，能够明显提高乙烯转化率。

技术领域

本发明属于催化化学与化学工程的技术领域，尤其是涉及一种无粘结剂Beta分子筛催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业使用的分子筛催化剂对形状和机械强度均有一定的要求，因此在分子筛催化剂成型过程中需要添加大量的粘结剂，大量粘结剂的加入虽然增加了催化剂的机械强度，但同时也带来一些负面影响，比如会稀释催化剂的活性中心，堵塞分子筛的孔道，同时引发一些副反应，导致反应物转化率下降，以及产品纯度降低。为了解决粘结剂带来的负面影响，现有技术中公开了制备无粘结剂催化剂的方法。

CN108479847A公开了一种无粘结剂FMgZSM-11分子筛催化剂，制备方法为：将氟化铵、硝酸镁及二氧化硅粘结剂与HZSM-11分子筛原粉成型后的混合物，在1,6-己二胺的水溶液或蒸汽中，经水热处理形成整体式无粘结剂分子筛；进一步经干燥和焙烧制得所需FMgZSM-11催化剂。

CN107511171A公开了一种无粘结剂Beta分子筛催化剂的制备方法，制备方法为：将Beta分子筛催化剂前体和与所述Beta分子筛催化剂前体中的粘结剂发生化学反应的至少一种化合物为溶质的溶液接触，之后将固体产物分离、干燥、焙烧得到无粘结剂Beta分子筛催化剂。

CN105439164A公开了一种无粘结剂Beta分子筛催化剂的制备方法，制备方法为：将含钠源、硅源和铝源的前驱体成型物在四乙基铵离子水溶液中水热晶化处理转化为无粘结剂Beta成型沸石，其中前驱体成型物包括80％以下的Beta沸石。

目前公开报道的制备无粘结剂分子筛催化剂的方法中，一般在成型过程中需要添加一定量的分子筛粉末，这就意味着需要提前制得这部分分子筛粉末，无疑增加了操作步骤及生产成本。

发明内容

发明人经研究发现，无粘结剂Beta分子筛催化剂中酸性分布对苯和乙烯液相烷基化反应的催化性能，尤其是乙烯转化率影响较大。发明人进一步研究发现，无粘结剂Beta分子筛催化剂中，按照脱附温度由低到高的三个峰呈特定比例分布时，有利于提高苯和乙烯液相烷基化反应的催化性能，特别是明显提高乙烯转化率。

本发明提供了一种无粘结剂Beta分子筛催化剂及其制备方法和应用。本发明无粘结剂Beta分子筛催化剂呈特定的酸性分布，用于苯和乙烯液相烷基化反应中，能够明显提高乙烯转化率。

本发明第一方面提供了一种无粘结剂Beta分子筛催化剂，其NH₃-TPD谱图中按照脱附温度由低到高有三个峰，依次为峰1、峰2和峰3，三个峰高度比分别为，峰2/峰1＝(0.40-0.85)：1，峰3/峰1＝(0.35-0.75)：1，优选为，峰2/峰1＝(0.5-0.8)：1，峰3/峰1＝(0.4-0.7)：1。

上述技术方案中，峰1、峰2和峰3三个峰顶位置对应的脱附温度分别为180-220℃、250-290℃和370-410℃，优选为185-215℃、255-285℃和375-405℃。

上述技术方案中，优选地，无粘结剂Beta分子筛催化剂的机械强度为50-180N/cm，优选为70-180N/cm。

上述技术方案中，优选地，无粘结剂Beta分子筛催化剂的初级晶粒尺寸为5-15nm，优选为6-14nm。