[其他]氫型沸石催化劑

無效

• 申請號: 85102599
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102599A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發明（設計）人: 王祥生;王桂茹;李書紋;徐振銓;柴茂榮;韓翠英;李連華
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 主分類號: B01J29/06
• 分類號: B01J29/06;C07C2/66;C07C15/02
• 代理公司: 大連工學院專利代理事務所
• 代理人: 王純

本發明了屬于制取對甲乙苯和對二乙基苯的氫型沸石催化劑。

對甲乙苯（PMEB）是新型高分子材料聚對甲基苯乙烯（PPMS）的原料。在已有技術中，用通常的烷基化催化劑如AlCl₃使甲苯和乙烯烷基化生成產物甲乙苯時，甲乙苯是由接近熱力學平衡的鄰位，對位，間位三種異構體組成，其比例約為對∶間∶鄰＝34∶55∶11。對、間異構體很難分離，為保證產品質量，需將鄰位異構體用蒸餾方法除去，但仍得不到純聚對甲基苯乙烯，不能代替聚苯乙烯（PS），在市場上沒有競爭能力。

美國Mobil公司使用具有選擇催化性能的改性ZSM-5為催化劑，使烷基化反應的產物的組成發生了突變。見USP（4，086，287），對位異構體由約34%上升到90%～99%（一般維持在97%），間位異構體由約55%下降到10%～1%（一般維持在3%）而鄰位異構體由11%下降到含量甚微。用此種物料得到的聚對甲基苯乙烯（PPMS）不僅能夠達到聚苯乙烯（PS）的性能，而且還有很多優點，其生產價格還比較低，從而有了很強的競爭能力。

ZSM-5烷基化催化劑，常用含有有機胺的ZSM-5沸石，經過各種金屬離子改性處理后得到。所用改性離子很多，比較有代表性的是用磷和鎂雙離子改性，一般寫成P-Mg-ZSM-5。雖然P-Mg-ZSM-5有在烷基化反應中能使對位異構體的選擇性達到很高的優點，但是這種催化劑在合成時使用了有機胺，這樣使得其價格較貴，并且，用磷、鎂雙離子改性工藝復雜、流程長，也提高了催化劑的成本，且對環境有污染。

本發明的目的在于發明一種氫型沸石催化劑，該催化劑能夠達到P-Mg-ZSM-5的性能。

本發明的構成是：

1、ZSM-5型沸石的合成

ZSM-5型沸石是用水玻璃、酸化硫酸鋁和氨水為原料，其物料組成為SiO₂∶Al₂O₃∶Na₂O∶NH₃∶H₂O＝80∶1∶85∶150∶3880（mol比）

操作時將水玻璃（加晶種）和酸化硫酸鋁及氨水在晶化釜內混合成膠，在攪拌50分鐘后升溫至170～175℃，晶化36～60小時（一般為48小時）反應結束后降至常溫，分出母液，固體產品經水洗至PH≈9，后干燥即得原粉。經X光衍射和組成分析，其結構屬于ZSM-5型，硅鋁比在50～80范圍內，結晶度83。

2、HZSM-5沸石催化劑的制備

按上述方法制得的ZSM-5亦可稱為Na型ZSM-5原粉。將其按一定比例與Al₂O₃擠條成型，用NH₄NO₃（0.4N）室溫交換二次，經干燥焙燒后，再用HCl（0.6N）浸泡24小時，經烘干、焙燒（一般3小時）便制成HZSM-5。用這種HZSM-5催化劑進行甲苯-乙烯烷基化時，其反應產物中，甲基乙基苯異構體的組成接近于熱力學平衡，而得不到高對位選擇性產品。

3、水蒸汽處理HZSM-5沸石催化劑

上述HZSM-5加載體成型后，經過用一定比例的空氣∶水的蒸汽流，在選定的溫度下處理一定的時間就可得到有選擇生成高濃度對位甲乙苯的催化劑。處理條件一般為空氣∶水＝0.25～0.8（分子比），反應溫度500℃～540℃，反應時間15～30小時。

用上述方法制得的氫型ZSM-5催化劑既可用于在固定床中進行甲苯-乙烯（乙醇）烷基化反應制取對甲乙苯，也可以用于由乙苯-乙烯（乙醇）直接制取對二乙基苯。二者均可在下列操作條件下進行∶溫度∶350～400℃;壓力∶常壓～2MPa（絕壓）;空速∶2～10時^-1（重量）;氫（氮）/乙烯（乙醇）（分子比）＝1～10;甲苯（乙苯）/乙烯（乙醇）＝1～10。

本發明的優點及積極效果：

本發明用一種含有氧化鋁的氫型ZSM-5沸石，經水熱處理制備氫型ZSM-5催化劑，用便宜的氨水代替昂貴的有機胺，采用水熱處理的方法用氫型沸石代替復雜的磷鎂改性沸石，使得制取對甲乙基苯所用催化劑的合成工藝簡單，流程短，降低了催化劑的成本，且對環境沒有污染。

本發明的氫型沸石催化劑能夠達到P-Mg-ZSM-5的性能，用該種催化劑進行甲苯-乙烯（乙醇）烷基化反應，產物中對甲乙苯可達95%～97%，用該種催化劑進行乙苯-乙烯（乙醇）烷基化反應直接制取對二乙基苯，與通常用石油加工過程付產芳烴作為原料，經過吸附分離制得對二乙基苯的方法比較，其工藝流程短、設備簡單、能耗低。

最佳實施例：