[发明专利]合成三异丙基苯的分子筛催化剂、制备方法和三异丙基苯的合成方法

说明书

本申请提供了一种合成三异丙基苯的分子筛催化剂、制备方法和三异丙基苯的合成方法。该制备方法包括：步骤S1，将铝源的碱溶液、硅源、复合模板剂和辅助分子筛混合并搅拌，进行成胶，形成胶状物，复合模板剂包括六亚甲基亚胺与吗啡啉；步骤S2，对胶状物进行晶化，形成晶化物；步骤S3，对晶化物依次进行洗涤、第一交换和第一焙烧，形成HMCM‑49分子筛原粉；步骤S4，至少对HMCM‑49分子筛原粉依次进行捏合、碾压、挤条、第一干燥和第二焙烧，制得HMCM‑49分子筛。该制备方法采用包括六亚甲基亚胺和吗啡啉的复合模板剂，得到的HMCM‑49分子筛的晶粒较小，在50～200nm之间。

技术领域

本申请涉及化工领域，具体而言，涉及一种合成三异丙基苯的分子筛催化剂、制备方法和三异丙基苯的合成方法。

背景技术

三异丙基苯是主要精细化学品和中间品，广泛应用于饮料、香料、医药、农药和杀菌剂中，并且是生产三苯酚的原料。

工业上主要采用异丙基苯与丙烯合成生产三异丙基苯(包括二异丙苯与丙烯进行烷基化反应制备三异丙苯)，还用采用异丙醇与苯在酸性催化剂作用下烷基化合成三异丙基苯。工业制备的催化剂主要采用三氯化铝、磷酸/硅藻土、三氯化铝或磷酸/硅藻。上述几种工业制备的缺点在于：反应压力大、催化剂易流失严重、设备腐蚀和污染环境严重等问题。

三异丙基苯包括1 3 5-三异丙苯和1 2 4-三异丙苯，三异丙苯是苯环上有三个异丙苯，空间阻力较大，在合成过程的催化剂选择上，要求催化剂孔道较大，这样有利于三异丙苯在催化剂孔道扩散。

MCM-49分子筛结构具有三种不同的孔道结构的MWW拓扑结构，呈现层状，第一种是十元环(0.4×0.59nm)的二维正弦通道；第二种是0.71×0.71×1.82nm的超笼，其开口为十元环(0.4×0.54nm)；第三种是晶体上下表面均有高密度的孔结构，孔穴开口为十二元环(～0.72nm)，深度约0.7nm。

一般认为，正因为MCM-49分子筛的独特结构，二苯与丙烯烷基化反应是在分子筛的孔口和外表面上进行的，MCM-49分子筛C轴方向厚度仅约40nm，使得上下表面的十二元环孔穴数量大幅度增加，极大的增加了外表面，大大提高了反应活性。MCM-49表面孔穴开口宽度达到0.72nm，有利于三异丙苯分子的扩散，可减少积炭，提高了催化剂的选择性和稳定性，延长寿命。MCM-49间层结合的比较紧密；因此，纳米MCM-49分子筛能够提高二异丙苯转化为三异丙苯的转化率，并且具有较高的选择性。

目前，MCM-49分子筛的合成方法，主要采用水热动态法。以硅溶胶为硅源，以偏铝酸钠为铝源，以有机模板剂(R)，进行水热法合成。专利文件US5236575中介绍了MCM-49分子筛的组成，采用六亚甲基亚胺为模板剂(R),SiO₂/Al₂O₃(摩尔比)10～35，OH-1/Al₂O₃＝0.8～0.3，H₂O/Al₂O₃＝20～40，晶化温度140℃～160℃，晶化时间4天～10天。以MCM-49为载体的催化剂在烷基转化为烯烃和芳烃、催化裂化、烯烃异构化以及烃类烷基化等领域表现出很好催化活性。

专利文件CN103848433.B中介绍了以六亚甲基亚胺-环及胺双模板剂，硅溶胶-硅酸乙酯为硅源，氢氧化钠、偏铝酸钠为铝源，加入NaMCM-49分子筛为晶种，晶化温度140℃～180℃，晶化时间60h～80h，合成出MCM-49分子筛。

专利文件CN103130218.B中采用硅溶胶、偏铝酸钠或铝酸、六亚甲基亚胺、脱盐水、双氧水和柠檬酸为原料，采用循环母液的方法，可以降低HMCM-49生产的铵氮废水和废气。