[发明专利]一种介孔P-IM-5分子筛及制备方法与应用

说明书

一种介孔P‑IM‑5分子筛，具有的最可几介孔直径为3～15nm，其中以P₂O₅计的磷含量为0.5～3.0质量％。所述分子筛可使用合成原料直接制备，也可以微孔IM‑5分子筛为原料，采用二次晶化的方法制备。该分子筛用于甲苯甲醇烷基化反应，具有较高的甲苯转化率、二甲苯收率和活性稳定性。

技术领域

本发明为一种硅铝分子筛及制备方法与应用，具体地说，是一种IM-5分子筛及制备方法与应用。

背景技术

石油化学工业和精细化工产业的发展，以及日趋严格的可持续性发展与环保生产的要求，使得对新催化材料的需求在不断增加。

1997年，法国石油公司(IFP)在WO98/17581A1，CN1234012A首次公开了IM-5分子筛。该分子筛具有二维十元环孔道体系，在第三维有有限的短孔道，孔道体系与ZSM-5分子筛十分相似，具有良好的择形性。同时，IM-5分子筛具有良好的热稳定性及水热稳定性，催化性能优良，在石油化工催化反应中有着广泛的应用，如加氢/脱氢金属元素负载的IM-5分子筛作为催化剂能有效改善石蜡倾点(US5989410A)；IM-5分子筛和USY混合作为FCC催化剂，提高反应物料转化率，高产丙烯、丁烯(US6007698A)。

另外，IM-5分子筛在甲苯甲醇烷基化反应中表现出了优异的催化性能，如中国专利200910180771.2指出，在甲苯甲醇烷基化反应中，IM-5分子筛催化剂的甲苯转化率和二甲苯选择性分别为45％～53％和65％～75％，较之ZSM-5分子筛为催化剂的甲苯转化率(～35％)和二甲苯选择性(60～70％)有明显提高。

对于大多数由ZSM-5和IM-5这类中孔分子筛催化的反应，主要是在晶内反应，即分子筛的孔道内是反应的主场所。但是，由于中孔分子筛较小的孔道尺寸(0.5～0.6nm)限制了一些大分子向孔内的扩散；另一方面，由于分子筛的晶粒一般都较大，不利于反应物分子向晶粒内部扩散和产物分子筛向外表面扩散，从而容易带来反应活性和稳定性的下降。

近年来，关于介孔分子筛的研究引起了人们广泛关注，尤其是介孔ZSM-5取得了一些进展。

文献(D.P.Serrano,J.Aguado.Chem.Mater.,2009,21,641-654)报道了采用一种含苯环的硅烷化试剂来合成介孔ZSM-5，所合成的介孔ZSM-5具有3～8nm的晶内介孔。

文献(J.Kim,C.Jo,R.Ryoo,J.Mater.Chem.A,2014,2,11905–11912)介绍了采用双亲有机硅烷表面活性剂[(CH₃O)₃SiC₃H₆N(CH₃)₂C_nH_(2n+1)]⁺Cl^-(n＝12,16,18)可以有效的合成出介孔MOR/CHA/FAU分子筛，与常规合成的MOR分子筛相比，采用该方法所合成的介孔MOR在苯与甲醇的烷基化反应中具有更高的反应活性。

刘丽佳等人(Lijia Liu,Hongbin Wang,Runwei Wang,RSC Adv.,2014,4,21301–21305./Appl.201410520157.7)在ZSM-5分子筛的合成中添加小分子的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)合成出了一种“插卡”型多级孔ZSM-5，其在异丙苯的裂化反应中较常规ZSM-5表现出了更高的裂化活性。

CN101723403A公开了一种介孔与微孔多级孔复合的ZSM-5分子筛的制备方法，其具体的合成方法是在ZSM-5分子筛的合成体系中加入多糖类化合物或其衍生物作为介孔造孔剂，填充在分子筛内部的造孔剂在经过高温焙烧脱除后在分子筛内部形成介孔，通过该方法合成的介孔ZSM-5在甲苯歧化反应中比常规ZSM-5分子的寿命可延长20％以上，表现出了更好的稳定性。

发明内容