[发明专利]一种甲醇烷基化制取对二甲苯催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯和甲醇烷基化高选择性制取对二甲苯的流化床催化剂及其制备方法,属于催化剂技术领域。

背景技术

对二甲苯是极为重要的大宗化工原料,主要用于生产对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲醋。由于我国聚酯行业发展迅猛,带动了和消费量的增长,从而导致对二甲苯的消费量也快速增长。工业上一般是通过石油裂解产物进行芳烃分离、甲苯歧化或重芳烃烷基转移的方法生产对二甲苯,由于这些方法副产大量的苯,而苯的经济价值低,在一定程度上影响对二甲苯制备工艺的经济性。传统方法多采用固定床技术,床层温度不均匀,催化剂稳定性差、容易失活且不易再生为了提高催化剂稳定性,在反应过程中多需通入氢气作为载气,而氢气本身具有较高的价值,因此成本较高上；催化剂的制备和改性步骤繁琐,成本昂贵上述技术中苯的转化率多在30%一40%之间,原料利用率不够高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲醇烷基化制取对二甲苯催化剂的制备方法，对二甲苯在二甲苯异构体中的选择性大幅度提高,省去了传统工艺中异构化等步骤,工艺路线缩短,对二甲苯单程收率大幅提高。

一种甲醇烷基化制取对二甲苯催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将总质量为50mg的Pt（acac）₂和Fe（acac）₂前驱体放入体积为20ml的反应釜中,所述的Pt（acac）₂和Fe（acac）₂的物质的量比为1:1；

步骤2、将20g的Cu-BTC纳米多孔材料放入反应釜中，然后加入500μL的四氢呋喃于反应釜中，封闭反应釜,压入150atm的超临界CO₂于反应釜中,加热至60℃,并保温2h后,缓慢泄压,获得纳米多孔材料负载Pt与Fe前驱体的制备；

步骤3、将上述前驱体放入反应釜中,加入1mL四氢呋喃硼烷, 封闭反应釜,压入150atm的超临界CO₂于反应釜中,加热至80℃,并保温2h后,反应结束,自然冷却至室温后,缓慢泄压至常压；

步骤4、连续压入80mL的超临界CO₂于反应釜中,并以0.5ml/min的速率泄压,持续2h后停止,取出样品即可获得Cu-BTC负载PtFe纳米合金催化剂。

所述的Cu-BTC纳米多孔材料制备方法如下：

步骤1、向Teflon反应器中导入Cu（NO₃）₂·3H₂O、1,3,5一苯三甲酸（BTC）和作为溶剂的蒸馏水和乙醇,最终形成摩尔比Cu：BTC：乙醇：H₂O=1：0.56：55.6：186的反应混合物：

步骤2、在室温下将上述混合物进行超声波照射预处理5分钟,以使反应混合物均质,从而促进成核；

步骤3、将含有上述经预处理的Teflon反应器安装在微波反应器由制造上,照射2.45GHz的微波2分钟,以将温度升至140℃：

步骤4、将反应混合物/140℃的温度下保持30分钟以进行结晶反应,然后冷却至室温,并用滤纸过滤器过滤,以获得粉末产物，用70℃的乙醇洗涤3次,以纯化所获得的粉末产物,然后在100℃下干燥,从而获得杂化Cu-BTC纳米多孔材料。

有益效果：本发明催化剂在超临界二氧化碳为流体介质的作用下,以超临界的金属化合物为前驱体,Cu-BTC多孔材料为载体,硼烷类为还原剂,反应获得多孔材料负载二元或多元纳米合金催化剂；超临界CO₂类似气体具有可压缩性,可以像气体一样发生泻流,而且又兼具有类似液体的流动性因此一些在超临界中溶解的金属前驱体就可以随着超临界与载体充分均匀的混合,经过还原剂还原后,纳米颗粒会脱离超临界而负载到载体上；催化活性纳米颗粒不仅分布在载体的表面,还可以分布在孔洞中,甚至介孔中,因而具有较高的催化活性和稳定性，使得对二甲苯在二甲苯异构体中的选择性大幅度提高,最高达到95%以上对二甲苯单程收率最高达到20%以上,省去了传统工艺中异构化等步骤,工艺路线缩短,对二甲苯单程收率大幅提高。

具体实施方式

实施例1

一种甲醇烷基化制取对二甲苯催化剂的制备方法，包括以下步骤：