[发明专利]无粘结剂Y分子筛催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种无粘结剂Y分子筛催化剂的制备方法，主要解决现有技术存在无粘结剂Y分子筛催化剂制备过程复杂，粘结剂含量高，催化性能差的问题。本发明通过采用包括以下步骤：将Y分子筛催化剂前体和与Y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Y分子筛催化剂的技术方案，较好地解决了该问题，可用于无粘结剂Y分子筛催化剂的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种无粘结剂Y分子筛催化剂的制备方法。

背景技术

Y型分子筛具有三维十二元环孔道结构，孔径0.74纳米左右，其适宜的酸性以及低廉的价格，有利于反应物分子在分子筛孔道内的扩散并在酸性中心上进行反应，广泛应用于催化裂化、加氢裂化、加氢处理、苯与烯烃的烷基化、苯与多烷基苯的烷基转移等反应，因此对Y型分子筛的研究将具有广泛的应用前景和学术研究价值。目前工业上一般采用水热处理法来制造晶内介孔，通过这种方法可使分子筛的微孔孔道缩短，并使更多的孔口暴露出来，以提高分子筛活性中心的可接近性，同时达到超稳化水平(通过提高硅铝比提高Y沸石的热稳定性)，得到超稳Y(USY)。以Y分子筛或USY为活性组分制得的催化剂已经成功应用于苯与乙烯液相烷基化制乙苯工艺和苯与多乙苯液相烷基转移制乙苯工艺。特别地，为了满足工业应用的要求，需将分子筛与粘结剂等添加剂混合成型，制成具有一定尺寸、形状和强度的催化剂。但是，粘结剂的加入更会覆盖分子筛的活性中心，同时会限制催化剂中作为活性组分的分子筛的含量，一般分子筛的含量低于80质量％。因此，在商品化的成型的Y分子筛催化剂中的活性中心的数量远低于成型前的Y分子筛。

为了克服催化剂中含有粘结剂、活性中心少的问题，文献CN102039150B公开了一种无粘结剂Y分子筛催化剂的制备方法，通过气相转晶将粘结剂转化为Y分子筛。然而，该方法转晶所需时间长(20～300小时)，进而导致催化剂强度降低，无法满足工业应用的要求；同时，所得的催化剂中仍残留有5质量％的粘结剂。

另外，本发明的发明人发现，催化剂强度对催化性能影响显著。在苯与乙烯液相烷基化制乙苯和苯与多乙苯液相烷基转移制乙苯的反应中，催化剂的抗压强度并不是越高越好，需要寻找合适的抗压强度才能保证催化剂的催化性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在无粘结剂Y分子筛催化剂制备过程复杂，分子筛含量低，催化性能差的问题。通过将含粘结剂的Y分子筛催化剂进行二次晶化获得无粘结剂催化剂的方法，存在所需晶化时间长，晶化不彻底、在苯与多乙苯液相烷基转移制乙苯和苯与乙烯液相烷基化制乙苯反应中催化性能低的问题，提供一种新的无粘结剂Y分子筛催化剂的制备方法。该方法短时间即可将粘结剂溶解，完全脱除，所得催化剂抗压强度符合苯与多乙苯液相烷基转移制乙苯和苯与乙烯液相烷基化制乙苯反应对催化剂的要求，适合大规模工业生产。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种无粘结剂Y分子筛催化剂的制备方法，包括以下步骤：将Y分子筛催化剂前体和与所述Y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Y分子筛催化剂。

上述技术方案中，将合成态Y分子筛与粘结剂混合、成型、干燥获得所述Y分子筛催化剂前体。优选地，所述粘结剂选自硅溶胶、发烟硅胶、水玻璃、通式为Y_4-nSiX_n的含硅化合物(n＝1～4，Y为烃基，如甲基、乙基、丙基等，X为可水解基团，如Cl，甲氧基OMe、乙氧基OEt、三甲基硅氧基OSiMe₃等)、氧化铝中的至少一种；以焙烧后的Y分子筛催化剂前体的重量计，Y分子筛催化剂前体中的Y分子筛的含量为40～90重量％。其中，较好地，Y分子筛催化剂前体中的Y分子筛的含量为60～85重量％。采用上述技术方案，是为了使催化剂的抗压强度保持在最优的范围内。