[发明专利]一种用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法及其应用方法

说明书

本发明属于苯酚合成技术领域，具体涉及一种用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法及其应用方法。复合分子筛催化剂包括如下组分：金属离子1~10wt.%，0.5~7wt.%，余量为USY/SAPO‑34复合分子筛；其制备方法包括如下操作步骤：S1.制备模板剂Csubgt;16‑3‑16/subgt;Brsubgt;2/subgt;；S2.制备USY/SAPO‑34复合分子筛；S3.采用NHsubgt;4/subgt;F‑HF溶液对USY/SAPO‑34复合分子筛进行改性；S4.将NHsubgt;4/subgt;F‑HF溶液改性过的USY/SAPO‑34复合分子筛浸渍于金属盐溶液中后取出，焙烧。本发明提供的用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法，通过加入模板剂、后经过NHsubgt;4/subgt;F‑HF、金属离子和硫酸根离子改性后，有较佳的分子筛孔径分布和更多的酸性位点，大幅提高反应的选择性和原料的转化率，达到很好的催化效果。

技术领域

本发明属于苯酚合成技术领域，具体涉及一种用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法及其应用方法。

背景技术

长链烷基酚是重要的化工产品、原料及中间体，被广泛应用于精细化学品的合成、非离子表面活性剂、抗静电剂、涂料等方面。近年来市场对烷基酚的需求越来越大，因此需要寻求高性能的催化剂来解决目前烷基酚制备的不足的问题。Friedel-Crafts反应是合成烷基酚类化合物的主要反应类型，具有成本低、合成步骤简单、原子经济性强等优点。传统的芳烃烷基化反应催化剂是Lewis酸(TiCl₄、AlCl₃、ZnBr₂)和B酸(HF、H₂SO₄)，Lewis酸主要为金属卤化物，其中最常用的为AlCl₃，但不易分离，污染环境。B酸主要为氢氟酸、硫酸和磷酸。氢氟酸是易挥发的剧毒化学品，硫酸对设备腐蚀严重，磷酸的价格相对高昂，限制了它的工业应用。传统催化剂虽然反应过程中消耗少，需要的设备装置简单，但其分离过难，严重污染环境。固体酸催化剂最具备代表性的是苯乙烯-二乙烯苯共聚的磺化物阳离子交换树脂。具备副反应少、后处理方便、可以循环使用等优点，但它高温易失活，树脂上的活性基团容易脱落，有易发生溶胀且不可再生等缺点。CN103274905A专利报道了一种邻位单烷基苯酚及其制备方法，催化剂以粉末状金属铝或颗粒状、片状等不同形状的金属铝，在间歇釜或固定床反应温度150～250℃下反应，但催化剂铝污染环境也不容易除去，反应温度过高，给企业带来负担。CN103833527A专利报道了一种烷基酚的合成工艺，采用强酸型阳离子树脂作为催化剂在串联式固定床绝热反应器合成烷基酚，虽然该工艺合成效率较高，但催化剂里含有大量强酸树脂催化剂，硫酸集团容易脱落，在后续处理过程中容易进行脱烷基化反应，给生产带来一定的问题，无法得到高质量的产品。

有鉴于上述现有的长链烯烃烷基化反应催化剂中存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法及其应用方法，具有离子交换功能、均一的分子大小孔道、酸催化活性，有良好的热稳定性和水热稳定性以及较高的催化活性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法，将两种结构稳定、容易改性的分子筛，通过水热法合成一种复合分子筛催化剂，可以负载多种离子，具有较大的空间，制备过程中通过加入模板剂、后经过NH₄F-HF、金属离子和硫酸根离子改性后，有较佳的分子筛孔径分布和更多的酸性位点，大幅提高反应的选择性和原料的转化率，达到很好的催化效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种用于合成烷基酚的复合分子筛催化剂的制备方法，复合分子筛催化剂包括如下组分：金属离子1～10wt.％，0.5～7wt.％，余量为USY/SAPO-34复合分子筛；其制备方法包括如下操作步骤：