[发明专利]一种催化合成气与甲苯直接转化制乙苯的催化剂及其应用

说明书

本发明提供一种催化合成气与甲苯直接转化制乙苯的催化剂及其应用，属于合成气与甲苯直接制备乙苯，具体涉及一种催化剂及合成气与甲苯直接转化制乙苯的方法，其以合成气和甲苯为反应原料，在固定床、移动床或者流化床上进行转化反应，所述催化剂为复合催化剂I+II，组分I与组分II以机械混合方式复合，组分I的活性成份为金属氧化物，组分II为分子筛。反应过程具有很高的产品收率和选择性，芳烃选择性可以达到40‑80％，乙苯在芳烃中比例可以达到50‑90％，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于合成气与甲苯制备乙苯，具体涉及一种催化剂及合成气与甲苯转化制乙苯的方法。

背景技术

乙苯是重要的有机化合物，主要用途是作为生产苯乙烯的中间体，所制成的苯乙烯一般被用来制备常用的塑料制品——聚苯乙烯。目前，工业生产乙苯主要通过酸催化苯与乙烯反应。而乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料，其主要来源于石油。而由于我国富媒贫油的能源结构，我国石油大量依赖于进口。随着我国经济的快速发展，原油需求量逐年增加，原油对外依存度接近70％。因此，从煤、天然气、生物质等非石油资源制备乙苯将具有重要的战略意义。通过先将煤、天然气、生物质等非石油资源转化为合成气(CO和H₂的混合气)，而后通过合成气制备芳烃可以实现从非石油资源制备芳烃。金属氧化物与ZSM-5分子筛的复合催化剂可以实现合成气直接制芳烃。但是这两种路线中乙苯选择性很低，不超过5％。因此，开发可从合成气出发生产高乙苯选择性的催化剂对我国能源、纺织、化纤、塑料等行业都具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种催化剂及合成气与甲苯转化制乙苯的方法。

本发明的技术方案为：

一种催化剂，所述催化剂为复合催化剂I+II，组分I与组分II以机械混合方式复合。组分I的活性成份为金属氧化物，组分II为碱金属Cs改性的X型分子筛。

所述的金属氧化物为MnO_x、Mn_xCr_yO_(x+1.5y)、Mn_xAl_yO_(x+1.5y)、Mn_xZr_yO_(x+2y)、Mn_xIn_yO_(x+1.5y)、ZnO、ZnCr_yO_(1+1.5y)、ZnAl_yO_(1+1.5y)、ZnGa_yO_(1+1.5y)、ZnIn_yO_(2+1.5y)、CeO₂、CeZr_yO₂、CoAl_yO_(1+1.5y)、FeAl_yO_(1+1.5y)、In₂O₃、In_yAl_zMnO_{(1+1.5y+1.5z)}、In_yGa_zMnO_{(1+1.5y+1.5z)}中的一种或二种以上；所述x的取值范围是1～3.5，y的取值范围是0.1-10；z的取值范围是0.1-10；

所述MnO_x、ZnO、CeO₂、In₂O₃的比表面积是1-100m²/g；