[发明专利]一种具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，该催化剂包括载体和改性助剂，其中载体含量为60～90wt％，改性助剂含量为10～40wt％，所述的载体为无粘结剂的共生分子筛。

2.根据权利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，所述的载体含量为70～90wt％，改性助剂含量为10～30wt％。

3.根据权利要求1或2所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，所述的无粘结剂的共生分子筛选自ZSM-5/ZSM-48、ZSM-5/ZSM-35、ZSM-5/ZSM-22、ZSM-5/ZSM-11中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，所述的改性助剂选自铈、镧、镍、镁、铬、铂、钙、磷、铁、硅、硼、钯、锑、钴中的一种或几种元素的氧化物。

5.根据权利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，所述的催化剂形状为圆柱状或球状，以所测催化剂圆柱界面直径或球状直径1.5毫米计，催化剂压碎强度平均值为65～200牛/厘米。

6.根据权利要求3所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，所述的无粘结剂的共生分子筛通过以下方法制得：

(1)以步骤(1)中各组分混合后的总重量计：把10～80％的共生分子筛原粉、用作粘结剂的1.0～10％的铝化合物和15～80％的氧化硅、0～10％碱性物质、0.2～5.0％田青粉或甲基纤维素混合、成型、干燥后，得到混合物Ⅰ，其中混合物Ⅰ中的铝化合物含量小于氧化硅的含量；

(2)将混合物Ⅰ放入模板剂蒸汽中，在105～200℃进行晶化处理12～200小时后，得到无粘结剂的共生分子筛前体；

(3)无粘结剂的共生分子筛前体经过干燥，在450～700℃下焙烧0.5～10小时，得到无粘结剂的共生分子筛。

7.根据权利要求6所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂，其特征在于，步骤(1)所述的共生分子筛原粉选自ZSM-5/ZSM-48、ZSM-5/ZSM-35、ZSM-5/ZSM-22、ZSM-5/ZSM-11中的一种；共生分子筛原粉的酸密度为0.9～1.5mmol/g；所述的碱性物质选自钠、钾、镁的氧化物、氢氧化物或其弱酸盐中的至少一种；铝化合物选自铝盐、铝氧化物、铝的含水氧化物或铝的氢氧化物中的至少一种；步骤(2)所述的模板剂选自四丙基氢氧化胺、乙二胺、四丙基溴化铵、乙胺、氨水、己胺、正丁胺、四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵中的至少一种；以步骤(2)中的混合物Ⅰ的重量计，模板剂用量为3～250％；步骤(3)所述的无粘结剂的共生分子筛中的硅铝原子摩尔比为5.0～300.0：1；无粘结剂的共生分子筛中粘结剂含量小于或等于5.0％。

8.一种如权利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂的制备方法，其特征在于，将载体浸渍于改性元素的前驱体溶液中，充分浸渍、干燥后，经500℃焙烧2小时，得到催化剂产品。

9.一种如权利要求1所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂的应用，其特征在于，将催化剂用于甲醇与甲苯甲基化生产对二甲苯的反应，反应条件为：甲醇与甲苯的摩尔比为1:1～1:10，反应压力为常压至5.0MPa，反应温度为350～700℃，水与原料摩尔比为1:2～10:1，其中原料为甲苯和甲醇，甲苯和甲醇的总质量空速为0.5～10.0h^-1。

10.根据权利要求9所述的具有高甲苯甲基化效率的择形催化剂的应用，其特征在于，甲醇与甲苯甲基化生产对二甲苯的反应采用氢气或氮气作为载气，载气与原料摩尔比为1:2～10:1；采用固定床反应器或移动床反应器。