用于甲苯甲醇侧链烷基化的分子筛催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及甲苯甲醇侧链烷基化生产苯乙烯的技术领域，更具体而言，涉及一种用于甲苯甲醇侧链烷基化的分子筛催化剂。此外，本发明还涉及该催化剂的制备方法和应用。

背景技术

苯乙烯是工业上重要的单体，可用于生产许多聚合物，例如，橡胶和塑料。当前，苯乙烯的生产方法主要需要两个步骤：首先是用乙烯进行苯烷基化生产乙苯，然后将乙苯脱氢为苯乙烯，该工艺过程通常在高温(高于600℃)下进行，吸热、能耗大且热力学受限。此外，这种由乙苯生产苯乙烯的方法还存在一些主要的环境问题，例如，排放有害的温室气体。

甲苯甲醇侧链烷基化是一项在温和条件下实现一步法生产苯乙烯的前瞻性技术。这种生产苯乙烯的方法减少了温室气体的排放，并且相对节能。

到目前为止，许多研究人员已经使用不同的分子筛催化剂进行了甲苯甲醇侧链烷基化，特别是CsX分子筛催化剂，然而，这些催化剂的生产成本很是昂贵。NaX型分子筛便宜得多，因此，人们期望可以使用NaX型分子筛来进行甲苯甲醇侧链烷基化。

CN 109395767 A中公开了一种K

该方法要求将NaX型分子筛与K

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种制备方法简单、成本低廉且可有效催化甲苯甲醇侧链烷基化生产苯乙烯的分子筛催化剂。

本发明的第一方面涉及一种用于甲苯甲醇侧链烷基化的分子筛催化剂，具体而言，涉及用Na

本发明的分子筛催化剂包括NaX型分子筛和负载在其上的Na

在一些实施例中，所述NaX型分子筛的Si/Al比约为1-10，比表面积约为40m

在优选实施例中，所述分子筛催化剂的目数为40～60目。

本发明的第二方面涉及一种用于甲苯甲醇侧链烷基化的分子筛催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将NaX型分子筛浸渍于Na

(2)将冷却后溶液入60～90℃烘箱，蒸发掉全部液体；

(3)将步骤(2)所得固体在空气中于400～600℃下煅烧3h，加热速率为3K/min。

在一些实施例中，所述NaX型分子筛的Si/Al比约为1-10，比表面积约为40m

在一些实施例中，步骤(1)中，Na

在优选实施例中，步骤(1)中的温度为80℃。

在优选实施例中，在步骤(2)中，将冷却后溶液入60～90℃烘箱蒸发16～18h。

在优选实施例中，步骤(3)中的煅烧温度为500℃。

在优选实施例中，上述方法还包括对煅烧后固体进行粉碎、压制和筛分，筛选出40-60目颗粒的分子筛催化剂。

本发明提供的用于甲苯甲醇侧链烷基化的分子筛催化剂使用廉价的NaX型分子筛，并且负载的改性成分仅为Na

不同于CN 109395767A中公开的须交换三次并洗涤三次来进行制备的K

另外，研究发现，本发明提供的Na

具体实施方式

下面参照具体实施例对本发明的用于甲苯甲醇侧链烷基化的分子筛催化剂及其制备方法进行描述，应当理解，该些实施例仅是示例性的，并不用于限制本发明的范围。

将10gNaX型分子筛(南开大学催化剂厂，Si/Al＝1.24，比表面积为527m

实施例2-5与实施例1基本相同，区别仅在于所用Na

在大气压下，于固定床反应器中测试以上实施例1-5制备的催化剂对甲苯甲醇侧链烷基化反应的催化性能。

将1.2g催化剂置于内径为7mm的不锈钢管的中间，并在反应管出口用石英砂对催化剂进行支撑，且在反应管中间用石英棉隔开。氮气用作载气，流速为10.0ml/min，甲苯与甲醇的摩尔比为5:1，质量空速为1.0h

通过配备有HP-FFAP柱(0.53mm×50m)的海欣GC950气相色谱仪在线定量分析反应产物，并通过氢火焰离子化检测器(FID)检测反应产物。色谱仪的具体参数设置如下：柱炉温度为70℃，检测器温度为220℃，气化室温度为200℃，空气分压为0.05MPa，氢气分压为0.12MPa，载气流速为35ml/min，注气量为0.1ml/h。产物组成用面积校正归一化法计算。由于反应体系中使用的甲苯过量，因此，转化率、产物选择性和收率都基于甲醇进行计算。

下面的表1给出了实施例6的测试结果，具体而言，给出了在实施例1-5制备的催化剂的催化作用下，摩尔比为5:1的甲苯和甲醇组合物进料在1.0h

表1催化剂性能

由表1结果可知，本发明实施例的Na

另外，发明人发现，使用0.01M～0.1M Na

以上参照优选实施例对本发明作了进一步说明，然而，在不脱离所附权利要求书限定的范围的情况下，可以对该些实施例作出许多变化或修改。