[发明专利]一种用于醚的制备的新型催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含沸石分子筛、氧化铝和氧化硼的催化剂及其制备方法。

目前国内外在甲基叔丁基醚和异丙醚制备中所用的催化剂大多是强酸型阳离子交换树脂，如Amberlyst-15，D72等。这类催化剂有对温度变化敏感，反应温度超过90℃则活性组份明显流失，同时造成对设备的腐蚀和对环境的污染，反应过程中易溶涨，不能再生等弱点(Chu，P.，Ind.Eng.Chem.Res.，1987，26(2)，365-369；钱瑞龙，石油化工化纤，4，12-21，1992)。也有人用钛和锆系杂多酸和磷酸系催化剂，该类催化剂的最大缺点是反应的副产物含量很大(JP 54，55507A₂，JP 01，283234A₂)。现今虽然已有人开始研究采用分子筛催化剂，其中主要是用氢型ZSM-5和Y两类分子筛，用氢型β沸石的也有介绍，主要是研究反应的工艺问题，关于催化剂均未取得很好的效果，主要问题是催化活性不够高(Chu，P.，Ind.Eng.Chem.Res.，1987，26(2)，365-369；Goodwin，Jr.J.G.，J.Catal.，1994，148，1557-163；U.S.P.5,114,086)

本发明的目的是提供一种可以用于甲基叔丁基醚(MTBE)或异丙醚(IPE)制备的，有较高催化活性，受反应温度变化的影响小，同时又具有良好选择性、容易再生和稳定性好的改性氢型β沸石催化剂。

本发明的目的是这样实现的：本发明是由氢型β沸石(Hβ)、γ-氧化铝(γ-Al₂O₃)和氧化硼(B₂O₃)构成的复合改性氢型β沸石催化剂，其组份的重量比为，Hβ∶γ-Al₂O₃∶B₂O₃＝50～100∶0～50∶0.5～25。

本发明催化剂组份重量比最好在Hβ∶γ-Al₂O₃∶B₂O₃＝70～90∶10～25∶1～7的范围内。

本发明催化剂的制备方法包括氢型β沸石的制备、氢型β沸石与氧化铝条状混合物的制备和氧化硼浸渍三道工序。

(1)氢型β沸石的制备：将一定量的钠型β沸石用足够反应量的1.0当量浓度的氯化铵溶液在90℃下交换4次(每次的交换时间维持2小时)，将交换反应后的沸石在550℃下焙烧4小时即制得氢型β沸石。

(2)氢型β沸石与氧化铝条状混合物的制备：取重量为50～100份的在(1)步中制得的氢型β沸石与固体含量为10％(重量百分数)的0～500份重量的铝胶混合，加入浓度为2％的HNO₃溶液到使固体混合物被完全润湿为止，加入重量为氢型β沸石与铝胶混合物重量3％的淀粉，将它们混合均匀后压成条状，在120℃烘干4～12小时，条状物直径2mm，长度不限。

(3)浸渍氧化硼，取一定重量分析纯硼酸溶液于配比量的去离子水中制得硼酸含量为10.0％(重量)的水溶液，将所需用量的在(2)步中制得的氢型β沸石和氧化铝的条状混合物用10.00％浓度的硼酸溶液稀释成0.1％～10.00％的硼酸溶液浸渍，每次浸渍12小时，在每次浸渍后都要在100℃以下烘干后再浸，由此制得的组成为Hβ∶γ-Al₂O₃∶B₂O₃＝50～100∶0～50∶0.5～25的改性氢型β沸石催化剂再在200℃～850℃下焙烧1～20小时存放入干燥器中以防吸潮，备用。