[发明专利]一种用于合成乙苯的催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于合成乙苯的催化剂制备方法，具体的说，是应用于苯—乙醇经催化脱水反应合成乙苯。本发明方法制备的催化剂具有反应副产少、乙苯选择性高等优点。

背景技术

众所周知，乙苯是一种重要的基本有机化工原料，也是苯乙烯的最主要原料来源，以前主要是通过乙烯和苯直接合成制取，近年来随着苯乙烯衍生物需求的快速增长，对乙苯的需求也呈现递增趋势，但由于进入二十一世纪后，原油价格的猛涨，造成乙烯及石油苯的价格也居高不下，导致苯乙烯的价格也节节攀升，而且乙烯原料也不便于储存及运输，而利用乙醇作为原料，与苯经ZSM—5分子筛催化脱水直接合成乙苯，可显著降低生产成本，提高企业的经济效益，加之乙醇是一种可再生资源，使该工艺更具吸引力及更重要的社会意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由乙醇与苯生产基本有机原料乙苯的方法，本发明提供的方法包括：将实验室制备的高硅铝比ZSM-5分子筛与氧化铝混捏成型，经改性后制得催化剂。该催化剂在固定床反应器中和苯、乙醇原料接触，并在250—450℃的温度，0.1-2.0MPa的压力和乙醇重量空速1—10h^-1的条件下进行反应，生成含有乙苯的反应混合物，经分离后得到乙苯，未反应苯回到反应器中。

其中，所述的催化剂包括以下组成：以催化剂总重计：粘结剂Al₂O₃或SiO₂为20—45％，高硅铝比ZSM-5为40—70％，改性组分为10—20％。

所述的高硅铝比ZSM-5的SiO₂与Al₂O₃的摩尔比为20—500。所述的改性组分选自IIA族、IIIA族、VA族元素的氧化物和稀土金属氧化物中的至少一种。以催化剂总重计，氧化铝的含量为20—45％，IIA、IIIA族元素氧化物含量为1—3％，VA族元素的氧化物含量为2—10％，稀土金属氧化物含量为0—2％。

其中，优选稀土金属为镧，IIA族金属为镁，IIIA族元素为硼。VA族元素为磷。

优选本发明的方法所用的催化剂包括以下组成：Al₂O₃为25—40％，高硅铝比ZSM-5为45—65％，镁、硼、磷及稀土金属的氧化物含量为10—15％。

本发明的方法所用的催化剂可以为球形、粒状、条状、挤出物等。本发明的方法所用的ZSM-5分子筛采用水热合成法制得，催化剂采用混捏法和浸渍法制备得到，具体包括下列步骤：

1.ZSM-5分子筛的合成：ZSM-5分子筛采用水热合成的方法，即按一定硅铝摩尔比配制成含有硅、铝、模板剂和水的胶体料浆，再倒入到不锈钢高压釜内，在适当的酸碱度及水热条件下，晶化20—100小时，再经过洗涤烘干及盐酸交换后，可制得要求硅铝比的氢型ZSM-5分子筛。

2.将已制得的高硅铝比HZSM-5分子筛、氧化铝、助挤剂按比例混合，其中氧化铝使用的是已知比表面积>200m²/g的高纯氧化铝；所用的助挤剂为田菁粉、硅胶等。

3.混匀后加入硝酸，搅匀后挤压成型，其中硝酸的重量百分比浓度小于10％；80—120℃干燥5—20小时，450—600℃焙烧1—10小时。

4.采用溶液浸渍步骤3得到的载体，优选使用磷酸铵、硼酸、硝酸镁或稀土金属的硝酸盐等化合物的溶液进行浸渍，然后在80—120℃烘10小时，在500—650℃焙烧5—10小时。冷却后取出，即可得到所要求的催化剂。

具体实施方式

下面的实例将对本发明予以进一步地说明，但不仅限于本实施例。

实施例1

以硫酸铝为铝源、水玻璃为硅源、四丙基溴化胺为模板剂，先将原料配成胶体，其原料摩尔配比为200 SiO₂∶Al₂O₃∶50四丙基溴化胺∶15OH^-∶200NaCl∶7000H₂O，在室温下搅拌12小时，然后在140℃的温度下晶化48小时，之后将晶化液进行洗涤、烘干、焙烧脱模及盐酸交换后得到所要求硅铝比的HZSM-5分子筛。