[发明专利]一种硅铝分子筛催化剂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种硅铝分子筛催化剂及其制备和应用，所述催化剂的中孤立铝含量为98‑100％。所述催化剂用于芳烃与烯烃气相烷基化制备烷基芳烃的反应时具有较高的活性、选择性和稳定性。

技术领域

本申请涉及催化剂的技术领域，具体是涉及一种适用于芳烃和烯烃烷基化的硅铝分子筛催化剂及其制备方法和应用。

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，实际催化反应过程中，苯与乙烯气相烷基化是一个串联和并联副反应共存的复杂反应体系，除了生成乙苯外，还会生成二乙苯、三乙苯、甲苯、二甲苯、丙苯、甲乙苯和丁苯等副产物。在副产物中，二甲苯与乙苯沸点相近，难以通过分馏有效去除，因此控制烷基化产物中二甲苯含量尤为重要。另外，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(二乙苯和三乙苯)物料，随后通过烷基转移反应生成乙苯，降低烷基化产物中多乙苯含量可以减少后续烷基转移反应的负荷，对企业节能增效具有重要的意义。

工业使用的苯和乙烯烷基化催化剂对形状和机械强度均有一定的要求，因此在分子筛催化剂成型过程中需要添加大量的粘结剂，大量粘结剂的加入虽然增加了催化剂的机械强度，但同时也带来一些负面影响，比如会稀释催化剂的活性中心，堵塞分子筛的孔道，同时引发较多的副反应，导致产品纯度降低。为了解决粘结剂带来的负面影响，现有技术中公开了制备无粘结剂催化剂的方法。

目前公开报道的制备无粘结剂分子筛催化剂的方法中，一般在成型过程中需要添加一定量的分子筛粉末，这就意味着需要提前制得这部分分子筛粉末，无疑增加了操作步骤及生产成本。

发明内容

本申请的目的是提供一种适用于芳烃和烯烃烷基化的硅铝分子筛催化剂及其制备和应用，所述催化剂用于芳烃和烯烃气相烷基化制备烷基芳烃时，可明显降低副产物如二甲苯和多乙苯的含量。

为了实现上述目的，在一个方面，本申请提供了一种硅铝分子筛催化剂，催化剂中孤立铝含量为98-100％，优选为99-100％，所述孤立铝含量可以通过如下方式测量得到：

孤立铝含量＝(1-2xC_钴/C_铝)x100％，

其中通过离子交换制备Co-Na型催化剂，C_钴和C_铝分别为ICP测试得到的催化剂中Co含量和Al含量。

所述催化剂的NH₃-TPD谱图中脱附曲线显示出三个峰P1、P2和P3，所述三个峰P1、P2和P3的峰顶位置对应的脱附温度分别在175-225℃、245-295℃和365-415℃的范围内，优选分别在185-215℃、255-285℃和375-405℃的范围内。

优选地，所述三个峰P1、P2和P3的峰高H1、H2和H3满足H1H2H3。

更优选地，所述三个峰P1、P2和P3的峰高H1、H2和H3之间满足如下关系：

H2/H1＝(0.4-0.9)：1；

H3/H2＝(0.7-0.9)：1；以及

H3/H1＝(0.3-0.8)：1。

在另一方面，本申请提供了一种硅铝分子筛催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将模板剂、硅源、第一铝源和水加热混合得到第一混合物；

2)将第一混合物、硅粉和第二铝源混合得到第二混合物；

3)将第二、混合物成型得到第三混合物；