[发明专利]一种用于合成气与萘一步法制2-甲基萘/2,6-二甲基萘的催化剂的制备方法及应用

说明书

一种用于合成气与萘一步法制2‑甲基萘/2,6‑二甲基萘的催化剂的制备方法及应用，将ZnAlCrOx、ZnZrO_x、InZrO_x、ZnAlO_x与ZnGaO_x中的一种与分子筛等质量混合，压片得到20～40目的用于合成气与萘一步法制2‑甲基萘/2,6‑二甲基萘的催化剂。本发明中在金属催化剂上将合成气转化为甲醇等活性中间体，然后与萘在沸石分子筛酸性位上发生甲基化反应。因此，以合成气与萘甲基化反应生产高附加值化学品，具有工艺路线短，萘转化率、催化剂稳定性和目标产物选择性高等优势，更加经济、高效。

技术领域

本发明涉及多环芳烃烷基化转化为高附加值化学品反应技术领域，具体涉及一种用于合成气与萘一步法制2-甲基萘/2,6-二甲基萘的催化剂的制备方法及应用。

背景技术

目前，甲醇与芳烃烷基化的研究从催化剂的开发研制到反应机理的探讨都己经进入了比较成熟的阶段，特别是甲醇与苯、甲苯择形转化工艺的开发，更使择形催化的研究进一步走向成熟。然而，对于多环芳烃烷基化的研究，目前来说还是相对较少。由于多环芳烃反应活性位点较多，因此催化剂失活现象要比单环芳烃更严重。近年来，由于新型聚合材料的高速发展，对于多环芳烃的需求也逐渐加大，使得多环芳烃的研究显得越来越重要。

2-甲基萘和2,6-二甲基萘是合成性能优良的聚合材料的重要原料。其中2-甲基萘在医药上用作生产维生素K3的中间体，氧化制取β-萘酚，作长效或短效口服避孕药。农业上合成植物生长调节剂、DDT乳化剂；经磺化后能作去垢剂，还可用作纤维助染剂、润湿剂、表面活性剂、杀虫剂等的原料；2,6-二甲基萘(2,6-DMN)是合成性能优良的聚合材料的重要原料，其氧化后生成相应的2,6-萘二甲酸(2,6-NDCA)与乙二醇缩合制得的2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一种新型的聚酯材料。与传统使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比，PEN具有更好的阻气性、耐热性、化学稳定性以及耐辐射性能，可广泛应用于纤维、电子元件、建筑构件、仪器仪表、绝缘材料、胶卷、磁带、食品包装用薄膜、啤酒瓶以及航空和原子能材料等制造行业，开发潜力巨大，是近十年来发展最快的高分子材料。传统的甲醇与萘甲基化的工艺路线是先将CO在金属催化剂上选择性加氢合成甲醇，然后甲醇与萘在分子筛催化剂上烷基化。虽然上述两步法技术路线相对成熟，但存在下列问题：第一，受热力学限制，合成气制甲醇平衡转化率低，大量原料气需要进行循环操作，增加了操作成本；第二，甲醇自身反应(如甲醇制烯烃)要比甲醇与萘甲基化容易进行，使得大量的甲醇未能参与到甲基化反应中，造成苯的单程转化率较低，且甲醇在催化剂作用下易生成大量低碳烯烃等积碳前驱体，使催化剂容易积碳失活。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种用于合成气与萘一步法制2-甲基萘/2,6-二甲基萘的催化剂的制备方法及应用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种用于合成气与萘一步法制2-甲基萘/2,6-二甲基萘的催化剂的制备方法，将ZnAlCrOx、ZnZrO_x、InZrO_x、ZnAlO_x与ZnGaO_x中的一种与分子筛混合，压片得到20～40目的用于合成气与萘一步法制2-甲基萘/2,6-二甲基萘的催化剂。

本发明进一步的改进在于，分子筛为HZSM-5、HMCM-22、SAPO-11、HMOR、Hβ、改性分子筛催化剂、Si-改性分子筛催化剂、P-Si-改性分子筛催化剂或Mg-P-Si-改性分子筛催化剂；其中，改性分子筛催化剂通过以下过程制得：

将HZSM-5浸入的硝酸锌、硝酸镓、硝酸铈或硝酸镧溶液中，静置1-2h后烘干，然后在500℃焙烧3-5h，得到改性分子筛催化剂；其中，锌、镓、铈或镧元素的负载量为分子筛质量的1％-3％。