[发明专利]甲苯甲醇烷基化制对二甲苯流化床催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及对二甲苯流化床催化剂，尤其是一种甲苯甲醇烷基化制对二甲苯流化床催化剂及其制备方法。 

背景技术

对二甲苯（PX）作为PTA的主要生产原料，在众多领域均有广泛的应用，随着我国纺织业的快速发展，PTA产能近年来迅速扩大，国内从重整油和裂解汽油中分离得到的PX已远远不能满足需求，就近几年情况来看，国内消耗的PX约有四成需要进口。 

与PX产能不足形成对比的是，国内甲醇产能目前存在严重过剩现象，由于近年来煤化工产业的快速发展，国内煤制甲醇装置大量建成运行，预计到今年年底，国内甲醇装置总产能将超过5000万吨，与此同时国内甲醇需求量却不到3000万吨，甲醇传统下游甲醛、二甲醚和醋酸等目前均面临一定发展瓶颈，市场急需为甲醇开辟一条新兴应用领域。 

从上世纪70年代以来，国内外相继开展了甲苯甲醇烷基化选择性生产PX的研究，该工艺的特点是：（1）以甲苯、甲醇为原料，原料廉价易得；（2）一次反应即可直接得到高选择性PX，无需异构化和分离精制，容易提纯和分离，工艺流程短；（3）产物中苯的含量低，对环境的危害较少；（4）整体开发成本低，具有较高的应用价值。 

从长远来看，甲苯甲醇烷基化制备PX技术的应用，能有力提升 国内PX产能，促进聚酯行业健康发展；通过将非石油基的甲醇作为原料，不仅为甲醇带来新的应用空间，缓解目前甲醇产能严重过剩局面，同时还实现了石油化工和煤化工的有机结合，为我国化工行业的发展开辟出了更加广阔的空间。 

现有的甲苯甲醇烷基化制备PX反应，催化剂大多数采用ZSM‐5分子筛作为活性主体，采用金属或/和非金属直接对分子筛进行改性修饰后使用。专利CN101485994B报道了Pt、Si、Mg、P和混合稀土共同修饰的纳米ZSM‐5催化剂，该催化剂在固定床装置上进行甲苯甲醇烷基化反应，甲苯/甲醇摩尔比为2/1，重时空速为2.0h^‐1，反应温度为460℃，反应压力为0.1MPa，氢/原料（甲苯+甲醇）摩尔比为8，水/原料（甲苯+甲醇）摩尔比为8的条件下，甲苯转化率大于20%，PX选择性大于98%；专利CN102716763A报道了一种经P、Ni元素化学修饰及SiO₂沉积改性的ZSM‐5分子筛催化剂，该催化剂在固定床反应器上进行甲苯甲醇烷基化反应，甲苯/甲醇摩尔比为2/1，液体空速2h^‐1，氢/原料（甲苯+甲醇）摩尔比为5的条件下，甲苯转化率31.2%，PX选择性90.9%，PX收率22.0%；专利CN100566833C报道了一种Si、La、Mg、Fe共同修饰改性的ZSM‐5催化剂，该催化剂在固定床装置上进行甲苯甲醇烷基化反应，重时空速为2.0h^‐1，反应温度为440℃，反应压力为0.5MPa，氢/原料（甲苯+甲醇）摩尔比为4，的条件下，甲苯转化率25.2%，PX选择性94.1%。 

以上报道的这些技术，虽然得到了相对高的甲苯转化率和PX选择性，但是存在以下缺点：（1）反应在固定床装置上进行，催化剂不 易再生；（2）甲苯转化率和PX选择性不可兼得，且未提及甲醇转化率；（3）水/（甲苯+甲醇）摩尔比过高，能耗极高，废水较多且不易处理；（4）临氢反应，且氢烃比过高，操作危险，废气较多，氢气不易回收处理，成本较高；（5）带压反应，对设备要求较高；（6）此外，专利CN101485994B以贵金属Pt进行改性，成本高昂，不易工业化。 

专利CN101417236B报道了一种P、La、Si共同修饰的甲苯甲醇烷基化制PX和低碳烯烃催化剂，该技术在流化床装置上进行，催化剂再生性好，解决了反应频繁切换再生的问题。但该催化剂上甲苯转化率为20.1%，PX选择性为99.1%，但是二甲苯选择性仅为65%，PX收率非常低，仅为12.95%。 

因此，为了提高PX的产能，开发一种高选择性，高收率制备PX的适用于流化床反应的催化剂并将其工业化是非常有意义的。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种甲苯甲醇烷基化制对二甲苯流化床催化剂及其制备方法，该催化剂能够兼顾PX选择性和收率。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：