[发明专利]制对甲基苯乙烯的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备对甲基苯乙烯的催化剂及其制备方法。

背景技术

对甲基苯乙烯单体可以在单聚体、耐冲聚合物、丙烯腈-丁二烯三元共聚体、特殊共 聚体、弹性体和热固性聚酯取代苯乙烯。使用对甲基苯乙烯生产的单聚物和共聚物同苯乙 烯相比，比重比较小，流动性和热稳定性要好。在热固性聚酯应用中，热稳定性较好，磨 具的使用率提高，同时产品的电器性能更好。同时在阻燃应用中，对甲基苯乙烯聚合物只 需要较少的阻燃剂就能起到相同的阻燃效果，同时还能通过化学交联和辐射来改变聚合物 的分子结构。此外，由于甲苯资源比较丰富，以此为原料制取对甲基苯乙烯是甲苯化工利 用的新途径。

对甲基乙苯脱氢制备对甲基苯乙烯催化剂的基本组成包括主催化剂、助催化剂、制 孔剂和粘结剂等。如已公开的美国专利4504594和4404123，虽然催化剂的活性和选择性 均较好，但是催化剂中含Cr的氧化物，对环境造成一定的污染。用Ce替代Cr，可较好地 改善催化剂的活性和稳定性，同时又克服了Cr毒性大，污染环境的弊端。如已公开的 EP502510、WO9710898、CN1233604及CN1470325，在乙苯脱氢制备苯乙烯的催化剂中Ce 的加入可以大幅提高催化剂的活性和稳定性。在乙苯脱氢制备苯乙烯的催化剂中，钾为主 要的助催化剂，钾的加入可以使催化剂活性提高一个数量级以上，钾在催化剂中起着至关 重要的作用。但钾在高温水蒸气冲刷下会缓慢流失和迁移，是催化剂不可逆失活的主要原 因之一，因此目前普遍采用低钾含量的乙苯脱氢催化剂。如已公开的美国专利4804799、 5190906和5376613等，这类催化剂活性和选择性较高，稳定性较好。但是这些文献中催 化剂的制备方法一般都采用将所有组分固相混合制得催化剂，而且这些文献均未报道 Fe-K-Ce-Mo催化体系在对甲基乙苯脱氢制备对甲基苯乙烯的活性数据。研究中发现，催化 剂制备过程中活性组分钾采用两步法引入到催化剂中的方式对催化剂的性能影响极大。为 此，寻找合适制备方法来提高制备对甲基苯乙烯催化剂的活性、是研究人员努力的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一以往技术中存在的催化剂活性较低的问题，提供一种 新的用于制对甲基苯乙烯的催化剂，用该方法制得的催化剂具有活性高的特点。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一的催化剂相适应的制 备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种解决技术问题之一的催化剂的应用方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于对甲基乙苯脱氢制 对甲基苯乙烯的催化剂，以重量百分比计包括以下组成：

(a)65～81％的Fe₂O₃；

(b)8～14％的K₂O；

(c)6～13％的CeO₂；

(d)0.5～5％的Mo₂O₃、WO₃中的至少一种；

(e)0.5～5％的碱土金属氧化物中的至少一种。

上述技术方案中，所述的(d)组分优选为Mo₂O₃和WO₃的混合物；所述(e) 组分优选为至少两种碱土金属氧化物，更优选为至少三种碱土金属氧化物。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种用于对甲基乙苯脱氢制 对甲基苯乙烯催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)以重量百分比计，将第一部分钾源和所需量的铁源、铈源、钼源或钨源及其混合 物、碱土金属氧化物、制孔剂和水混合均匀，经挤条、成型、干燥后，于600～1000℃下 焙烧0.5～24小时，得催化剂前体I；

2)采用浸渍法将第二部分钾源负载于催化剂前体I上，然后经干燥，于500～900℃ 下焙烧0.5～24小时得所需催化剂；

其中，以含K2O的量计，第一部分钾源与第二部分钾源的重量总和为所需量的钾源 的总重量，且第一部分钾源为所需量的钾源总重量的50～95％。