[发明专利]Beta分子筛催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种Beta分子筛催化剂、制备方法及应用。所述Beta分子筛催化剂，以重量份数计，包括以下组份：a)92～99份的Beta分子筛；b)1～8份的硅铝胶粘结剂；所述硅铝胶粘结剂是通过硅源、铝源和碱接触的步骤获得的。

技术领域

本发明涉及一种Beta分子筛催化剂、制备方法及应用。

背景技术

Beta分子筛由Mobil公司于1967年首次成功合成。其具有独特的三维十二元环孔道体系，一条线性孔道，孔径0.76纳米×0.64纳米，一条弯曲孔道，孔径0.55纳米×0.55纳米。Beta分子筛的估计结构非常复杂，包含有多种晶型，如A型(*BEA结构)、B型和C型(BEC结构)。Beta分子筛由于其较强的酸性和独特的孔道结构，在石油化工行业中应用广泛。如作为吸附剂用于芳香烃的分离、作为催化剂用于汽油升级、加氢异构、加氢裂化、催化重整脱蜡、苯的烷基化、烷基转移等反应过程中。以Beta分子筛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丙烯液相烷基化制异丙苯(枯烯)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、造孔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Beta分子筛催化剂中的活性中心的数量远低于成型前的Beta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CN105439164A公开了一种无粘结剂Beta分子筛催化剂的制备方法，通过二次转晶将粘结剂转化为Beta分子筛。然而，该方法转晶所需时间长(48～120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，本发明的发明人通过大量的实验发现，催化剂强度对催化性能影响显著。在苯与烯烃液相烷基化制烷基苯的反应中，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采用硅溶胶、氧化铝为粘结剂，存在粘结剂用量大时催化剂强度过高、分子筛含量低、催化活性低，粘结剂用量小时催化剂强度低，粉化严重；而二次晶化所需时间长的问题。本发明提供一种新的Beta分子筛催化剂。该催化剂以硅铝胶为粘结剂，使用非常少量的粘结剂就可以实现分子筛的成型，直接制得了分子筛含量不低于95％的Beta分子筛催化剂，无需二次晶化即可得到强度高、活性好的催化剂，符合苯与乙烯和苯与丙烯液相烷基化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Beta分子筛催化剂，以重量份数计，包括以下组份：

a)92～99份的Beta分子筛；

b)1～8份的硅铝胶粘结剂；

所述硅铝胶粘结剂是通过硅源、铝源和碱接触的步骤获得的；硅源以SiO₂计，铝源以Al₂O₃计，碱硅摩尔比碱/SiO₂＝0～0.3，硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃＝25～85。

上述技术方案中，碱硅摩尔比优选碱/SiO₂＝0.02～0.3，更优选碱/SiO₂＝0.03～0.22，更优选碱/SiO₂＝0.04～0.18，最优选碱/SiO₂＝0.06～0.12。

上述技术方案中，硅铝摩尔比优选SiO₂/Al₂O₃＝25～60，更优选SiO₂/Al₂O₃＝30～50。