[发明专利]用于烷基化反应的负载型纳米颗粒沸石催化剂

说明书

相关申请的交叉参考

无。

技术领域

本发明一般涉及烃类的烷基化。更具体来说，本发明的实施方式涉及用于烃类烷基化的催化剂，所述烃类烷基化包括例如通过苯的烷基化制备乙苯和其他化合物。

背景技术

苯乙烯是用来生产许多聚合物的重要单体。苯乙烯通常通过制备乙苯，然后使其脱氢制备苯乙烯的方式进行制备。乙苯通常采用涉及苯烷基化的一种或多种芳族转化方法形成。

通常使用分子筛型催化剂进行的芳烃转化方法在化学加工工业是众所周知的。这种芳烃转化方法包括芳香化合物例如苯与乙烯的烷基化，制备烷基芳香化合物，如乙苯。

适合用于这些烷基化反应的分子筛催化剂通常包括沸石。商业上最普遍使用的沸石是制成沸石晶体大于1微米的形式。

发明内容

本发明的实施方式包括一种烷基化催化剂，该催化剂包含分散的和/或生长的纳米尺寸的沸石颗粒以及载体材料。所述载体材料可以选自下组：二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铝-氧化硅、氧化钛和氧化锆，以及这些材料的组合。

纳米尺寸的沸石的粒度可以小于1000纳米或者小于300纳米，可以由以下沸石形成：八面沸石(FAU),例如X-型沸石或Y型沸石,MTW,MWW,BEA(β)型沸石或MFI型沸石，例如ZSM-5,以及其他10元环或12元环的沸石。所述载体材料可以选自下组：二氧化硅、氧化铝(包括α-氧化铝)、铝硅酸盐、氧化钛和氧化锆，以及这些材料的组合。所述催化剂可进一步包含选自下组的促进剂：Co,Mn,Ti,Zr,Nb,K,Cs,Ga,P,B,Rb,Ge,Cu,Mg,Ce,Li,Ag和Na，及其组合。

所述催化剂及其各个部分可以本身具有亲水性。

附图说明

结合附图，通过以下详述更好地理解本发明。

图1显示了根据本发明的至少一个实施方式，通过苯和乙烯的烷基化反应制备乙苯的流程图。

图2显示了根据本发明的一个实施方式的透射电子显微图(TEM)，其中显示了结合在二氧化硅基材的孔之内的纳米沸石。

图3显示了根据本发明的一个实施方式的TEM图，其中显示了结合在二氧化硅基材的孔之内的纳米载剂和纳米沸石的分布。

具体实施方式

下文提供了多种不同的实施方式或实施例，用于实施各种实施方式的不同特征。以下所述的组分和安排的具体实施例是为了简化本发明的叙述。这些内容仅作为示例，其并不对本发明构成限制。

本文使用的各种术语如下文所示。对于权利要求中使用但是下文中没有定义的术语，应给予在提交本申请时相关领域的人员按印刷出版物和公布的专利中的表述而赋予该术语的最宽泛的定义。此外，除非另有说明，否则，本文所述的所有化合物都可以是取代或未取代的，列出的化合物包括其衍生物。

此外，各种范围和/或数值限制可能在下文清楚地陈述出来。应当认识到，除非另外指出，否则，端点是可以互换的。此外，任何范围包括落在清楚陈述的范围或限制之内的同样量级的迭代范围。

苯乙烯的生产可以包括使得苯与乙烯反应，制得乙苯，然后对乙苯进行脱氢，制得苯乙烯。与所述方法结合的本文所述的催化剂能够最大程度减少副产物的形成，从而导致转化率和/或选择性提高。

苯乙烯生产方法一般包括将催化剂置于一个或多个反应器中。反应器可包括例如固定床反应器、流化床反应器、液流床反应器或其组合。能够在如本文所述的升高的温度和压力下操作以及能够使反应物与催化剂接触的反应器均视为在本发明的范围内。具体的反应器系统的实施方式可由本领域普通技术人员根据具体的设计条件和产量确定，并不意味着对本发明范围的限制。

在另一实施方式中，所述一个或多个反应器可包括一个或多个催化剂床。当使用多个床时，可用惰性材料层将各床隔开。在一个或多个实施方式中，反应器包括例如1-10个催化剂床，或者2-8个催化剂床，或者2-6个催化剂床。

在一个非限制性的实施例中，可将苯和乙烯注入例如催化剂床、惰性材料层或其组合。

在一个实施方式中，所有的苯进料可以流过一系列的催化剂床，而乙烯可以在催化剂床之间注入，从而对于每个催化剂床调节苯:乙烯比例，以使得制备乙苯的转化率最优化。

反应器的操作条件因系统而异，可随进料流组成和产物流组成变化。在一个或多个实施方式中，反应器可在例如升高的温度和压力下操作。