[发明专利]一种乙炔三聚制苯催化剂及其使用方法

说明书

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种乙炔三聚制苯催化剂及其使用方法。该催化剂包括以下组分：(二)三苯基膦二氯化钯、氯化亚铜以及酸性盐；上述各个组分的重量份数为：0.1‑5重量份的(二)三苯基膦二氯化钯、30‑90重量份的氯化亚铜以及9‑70重量份的酸性盐。由此，本发明提供的该制苯催化剂可以催化乙炔发生环三聚反应生成苯，且反应中乙炔的转化率和苯的选择性较高，并且催化剂的寿命能够维持较长的时间，适用于工业化放大生产，有很好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种乙炔三聚制苯催化剂及其使用方法。

背景技术

苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃(三者统称BTX)作为最基本的有机化工原料，广泛应用于制取橡胶、纤维、塑料、染料等化工产品。目前，在传统工艺中，芳烃主要来源于石油化工中的催化重整和烃类裂解，约占芳烃资源的90%，仅有约10%的芳烃来源于煤炭化工。但是，采用传统工艺制备芳烃存在以下问题：一方面，由于近年来的石油资源逐渐减少，导致制备原料的成本逐渐增加；另一方面，合成材料和其它精细化学品需求的日益增长对芳烃生产形成更高需求。因此，开发芳烃生产的新技术势在必行。如果能够利用无环的简单分子，如甲烷、甲醇、乙炔等，使其发生芳构化反应直接转变为高附加值的轻质芳烃，将具有重要的战略意义。

乙炔具有极高的反应活性，其环三聚反应在热力学上是强放热的，能够通过催化剂促使其发生聚合反应来制备苯。现有技术中，Tysoe等人(J. Chem. Soc., Chem.Commun. 1983, 623)和Sesselmann等人(Surf. Sci. 1983, 135, 128)分别报导了过渡金属Pd在低温下具有优异的乙炔环三聚反应性能，发现乙炔在小于210K温度下吸附在Pd(111)单晶催化剂表面后，程序升温过程中约30％的吸附态乙炔发生环三聚反应转化为苯。但是，该技术存在以下缺陷：催化剂需要单晶形态，并且需要在超低温条件下反应，工艺设备成本较高，难以工业化；苯的产率太低，仅仅只有30%，同时在反应过程中可能形成四聚物、五聚物、多聚物等。许磊等人(CA201510864201、CA201510860897)报道了一种负载型高分散钯、钌、铑复合过渡金属催化剂，乙炔在常压高温下的转化率大大提高(可达100%)，同时提高了苯的选择性(最高达82.2%)。但是，该方法存在以下缺陷：催化剂的寿命较短，只能维持几个小时的活性；催化剂抗毒性较差，对乙炔气体的纯度要求很高，不利于工业化的实施。目前，公开报道的乙炔制苯反应均存在上述弊端，如反应条件苛刻需高温高压、反应进料组分较为复杂、催化剂易失活等，而且乙炔转化率和苯选择性相对较低。因此，如何设计出一种提高乙炔转化率和苯选择性、延长催化剂寿命、适用于大规模生产的制苯催化剂来用于催化乙炔发生环三聚反应生成苯，成为目前急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种乙炔制苯催化剂及其使用方法，该制苯催化剂可以催化乙炔发生环三聚反应生成苯，且反应中乙炔的转化率和苯的选择性较高，并且催化剂的寿命能够维持较长的时间，适用于工业化放大生产，有很好的市场应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种乙炔三聚制苯催化剂，其特征在于，该催化剂包括以下组分：(二)三苯基膦二氯化钯、氯化亚铜以及酸性盐；上述各个组分的重量份数为：0.1-5重量份的(二)三苯基膦二氯化钯、30-90重量份的氯化亚铜以及9-70重量份的酸性盐。

发明人发现，本发明提供了一种乙炔三聚制苯催化剂及其使用方法，与现有技术相比，本发明中的催化剂进行乙炔制苯催化反应时所需的反应组分少，仅有氮气和乙炔，所需的反应条件相对温和，温度在200℃以下，压力在5MPa以下，工艺简单，降低生产成本，并且，能够实现较高的乙炔转化率和苯选择性，转化率最高达80%，苯的选择性达95%，提高了生产效率；同时，该催化剂的成分简单，容易获得，并且，该催化剂的寿命能够维持较长的时间，适用于工业化放大生产，有很好的市场应用前景。