[发明专利]一种超稳Y型分子筛及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超稳Y型分子筛及其制备方法和应用。本发明提供的超稳Y型分子筛，介孔孔容占总孔容的50％以上；强B酸量占总B酸量的40％‑70％。该超稳Y型分子筛具有强B酸比例高、介孔丰富的特点，用于苯与多烷基苯的烷基转移反应时，能够实现较低反应温度下完成反应，而且不仅可以改善反应物扩散，增强了活性的可接近性，还能降低副反应的发生，具有良好的活性和选择性。

技术领域

本发明涉及一种超稳Y型分子筛及其制备方法和应用，该Y型分子筛可用于二乙苯与苯烷基转移反应中。

背景技术

乙苯是重要的基础有机原料，主要用来生产苯乙烯，而苯乙烯是合成聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS和SBS等的重要单体，还应用于制药、涂料和纺织工业中，用途非常广泛。

乙苯主要是通过苯和乙烯经烷基化反应合成，在苯和乙烯的烷基化反应过程中，由于反应产物乙苯继续和原料乙烯发生烷基化反应生成二乙苯、三乙苯以及四乙苯等多乙苯组分，为提高乙苯收率，工业生产中从烷基化反应产物中分离出多乙苯物料，随后通过烷基转移反应生成乙苯。迄今，已经工业化的乙苯生产方法主要有AlC1₃液相烷基化法、分子筛气相法和分子筛液相烷基化法三大类。其中，气相烷基化工艺中，ExxonMobil/Badger分子筛气相烷基化工艺处于世界领先，其第1代和第2代工艺中仅采用一个反应器，在该反应器中发生苯和乙烯的气相烷基化反应，同时也发生苯和多乙苯的气相烷基转移反应，随着对烷基化和烷基转移反应的不断研究，其第3代工艺则采用单独的烷基化反应器和烷基转移反应器，有针对性的配置不同的催化剂。已公开的液相烷基转移工艺的专利，采用催化剂的活性组分为USY分子筛，分别采用了水蒸汽处理、SiCl₄处理或者焙烧处理等改性方法，使催化剂性能得到了较大幅度的提高，但仍存在反应温度高(190℃)以上、副反应多、装置能耗高和催化剂寿命短等问题。

随着液相法低温反应的优势逐渐被研究人员认识，分子筛液相烷基转移的方法陆续被开发出来。Lummus公司WO 91/18849报道了一种液相法烷基转移反应，用沸石或超强酸为催化剂，反应温度在170-270℃、400-600Pa、苯与烷基摩尔比为3-10、质量空速3-10h-1条件下进行。CN1323739A公开发展了一种Y型分子筛用于多乙苯和苯烷基转移过程，所制备的分子筛通过至少一步在氨气气氛下与室温到650℃处理0.5-4h，优选150-600℃处理1-3h而获得。US5371310公开了采用MCM-22分子筛制备烷基转移催化剂的技术，MCM-22是具有MWW结构的层状微孔分子筛，由于层间隙的存在，使得大反应物分子在微孔中的扩散性能得到了改善。CN103030518A公开利用干胶转化法制备了多级孔beta沸石作为二异丙基苯烷基转移催化剂，提高了二异丙基苯活性稳定性。

在烷基转移反应过程中，分子筛的酸性质，包括酸强度、酸量及其分布是重要的参数，对其酸性质进行控制是改性USY分子筛性能的一个重要指标。曾海生等(曾海生,崔惠玲,单学蕾,关乃佳.Al、Bi级P改性β分子筛的表面酸性及对烷基转移反应的影响[J].离子交换与吸附，1999，15：359-363.)高铁男等人认为(高铁男,贾同文,钱俊,刘上垣,王敬中.芳烃在Hβ沸石上的烷基转移反应研究[J].石油学报(石油加工)，1994，10：36-46.),催化剂强度的分布影响烷基转移反应进行的深度。因此，对其酸性质进行控制是改性USY分子筛性能的一个重要指标。

综上所述，研发一种具有酸强度高且介孔丰富的Y型分子筛是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的低温液相烷基转移催化剂活性和选择性差的问题。本发明提供了一种超稳Y型分子筛及其制备方法和应用。该超稳Y型分子筛具有强B酸比例高、介孔丰富的特点，用于苯与多烷基苯的烷基转移反应时，能够实现较低反应温度下完成反应，而且不仅可以改善反应物扩散，增强了活性的可接近性，还能降低副反应的发生，具有良好的活性和选择性。