CN107303501A - 金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用 - Google Patents

金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107303501A
CN107303501A CN201610262129.9A CN201610262129A CN107303501A CN 107303501 A CN107303501 A CN 107303501A CN 201610262129 A CN201610262129 A CN 201610262129A CN 107303501 A CN107303501 A CN 107303501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
catalyst
mcm
benzene
sio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610262129.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107303501B (zh
Inventor
单玉华
郑天
郑一天
单炜韬
王继元
杨爱武
堵文斌
柏基业
刘建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201610262129.9A priority Critical patent/CN107303501B/zh
Publication of CN107303501A publication Critical patent/CN107303501A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107303501B publication Critical patent/CN107303501B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74—Noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/74—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition with simultaneous hydrogenation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/183—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself in framework positions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
    • C07C2529/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • C07C2529/74—Noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
    • C07C2529/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • C07C2529/76—Iron group metals or copper
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

本发明涉及一种金属/MCM‑49催化剂，首先将金属组分的离子与有机胺进行络合反应，生成金属离子的络合物，随后再加入铝源、硅源和模板剂进行成胶和晶化生成金属/MCM‑49催化剂，本发明中，活性金属直接参与分子筛骨架构建过程，进入到分子筛孔道中，避免了现有技术中采用机械混合极易堵塞分子筛孔道，从而导致催化剂活性降低的缺陷，本发明的催化剂催化活性位高度均匀分布，因此应用于苯加氢烷基化反应时，苯的转化率和环己基苯的选择性均较高，并且催化剂的生产过程简单，重复性好，易于工业化放大。

Description

金属/MCM-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用
技术领域
本发明涉及一种具有催化芳烃加氢和烷基化双功能的金属/MCM-49催化剂。
背景技术
苯酚是一种重要的工业原料，目前，工业上主要通过苯与丙烯的烷基化、氧化生产苯酚，副产丙酮，由苯至苯酚的单程收率在5％左右。工艺过程复杂、效率低、废催化剂污染严重。副产的大量丙酮，其市场波动较大，常制约装置的正常运行。另一方面，90％以上的环己酮来源于环己烷空气氧化，单程反应转化率小于5％，设备利用率较低，并产生大量焦质废弃物。
2002年，Arends等人提出了环己基苯氧化合成苯酚，联产环己酮的反应途径(Tetrahedron,2002,58:9055)。这样的工艺与传统的异丙苯氧化路线相比，最大的优点是联产工业需求大、价值高的环己酮，从而极大提高过程的效率。另外，环己基苯氧化法不消耗丙烯，可以使用单一原料苯。原料环己基苯的合成是实现这个过程的关键一环，低成本合成环己基苯的方法是通过苯加氢烷基化。
苯加氢烷基化生产环己基苯的技术原理是苯在加氢催化剂的作用下部分加氢得到环己烯，所生成的环己烯在酸催化剂的作用下与苯发生烷基化反应而得到环己基苯。早期的方法是将金属负载到X型、Y型或β型沸石上，得到金属/酸性分子筛加氢烷基化双功能催化剂。美国专利US 4177165公开了将镍、稀土及钯浸渍到X型或Y型沸石上制得苯加氢烷基化催化剂；美国专利US5053571公开了分别用初湿浸渍法和离子交换法制备的Ru-Ni/Beta催化剂催化加氢烷基化技术，如用初湿法制备1％Ru-0.5％Ni/Beta催化剂，在200℃、0.55MPaH2反应，苯转化率22.7％，环己基苯的选择性70.0％。用离子交换法制备的1％Ru/Beta催化剂，相同反应条件下，苯转化率98.6％，环己基苯的选择性12.0％。从其列举的实例数据看，初湿法制备的催化剂环己基苯选择性较好，但反应活性较差；离子交换法制备的催化剂加氢活性高，但烷基化选择性低。上述浸渍法和离子交换法制备催化剂操作过程复杂，且所制备金属/分子筛催化剂，环己基苯的收率都比较低。分析原因，采用浸渍法时，活性组分容易堵塞分子筛的孔道，进而影响了催化剂的活性。
埃克森美孚化学专利公司近年来申请了一系列用浸渍-混合法制备苯加氢烷基化双功能催化剂的专利，如US8217213中公开的技术是先将加氢活性金属通过浸渍法负载到无机载体上得到负载型加氢催化剂，如Pd/Al2O3，再与烷基化催化剂EMM-12分子筛机械共混，从而得到加氢烷基化双功能催化剂；US20150011812公开的技术是把金属(如钯)浸渍负载到无机氧化物载体上，再与MCM-22家族的分子筛(如MCM-22,MCM-36,MCM-49,MCM-56,ITQ-1,ITQ-2等)共混成型。埃克森美孚化学专利公司在中国申请的专利CN101998942A(制备环己基苯的工艺)中,也是采用将Pd/Al2O3与MCM-22家族分子筛物理接触的方法制备催化剂。上述专利都是先分别制备加氢催化剂和烷基化催化剂，再进行物理混合，认为这样制备的双功能催化剂具有较高的环己基苯和双环己基苯选择性，也是在物理上混合了加氢催化剂和烷基化催化剂。其实这种物理混合使得活性金属只能沉积在分子筛孔道中，极易堵塞分子筛孔道，导致催化剂活性降低，会使加氢烷基化选择性降低和催化剂稳定性变差，而且在进行大规模工业制备时在微观上很难混合均匀，存在较大的放大效应，会使得催化剂在进行工业放大生产时，重复性较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有苯加氢烷基化双功能催化剂活性低，环己基苯收率低的问题，提供一种金属/MCM-49催化剂，其用于苯加氢烷基化时，催化剂的活性高，环己基苯收率高。
技术方案
本发明人没有采用机械混合的方法，而是在合成MCM-49分子筛之前，首先将金属组分的离子与有机胺进行络合反应，生成金属离子的络合物，随后再加入铝源、硅源和模板剂进行成胶和晶化生成金属/MCM-49分子筛。
一种金属/MCM-49催化剂，由如下制备方法制成：
(1)将金属活性组分醇溶液与络合剂接触进行络合反应，得到金属活性组分离子络合物；
(2)将硅源、铝源、碱源、水及模板剂哌啶混合均匀后，与步骤(1)制得的金属活性组分离子络合物接触，室温下充分搅拌得到硅铝酸盐凝胶，将硅酸铝凝胶放置压力釜中，晶化；
(3)将步骤(2)中晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，然后烘干、焙烧得固体；
(4)将步骤(3)得到的固体粉碎，然后用阳离子交换剂水溶液进行洗涤，得到脱除碱金属离子的固体；
(5)将步骤(4)中脱除碱金属离子的固体依次成型、烘干、焙烧，得到成型的催化剂前体；
(6)将步骤(5)中成型的催化剂前体，用H2-N2混合气还原活化，获得活化的金属/MCM-49催化剂。
步骤(1)中，所述的金属活性组分是镍、钯、铂、钌、铼、铱、铜、锡、镧、铈中的一种、二种或三种的组合物，较优选的是其中二种或三种金属组分的组合，进一步优选钯、铂；金属的负载量为0.3～10％(基于SiO2重量)；所述的醇是甲醇或乙醇。
步骤(1)中，所述的络合剂为哌嗪、哌啶、高哌嗪，或六亚甲基亚胺中的任意一种；所述的络合剂与金属活性组分的摩尔比是3～6：1。
步骤(1)中，所述络合反应温度是10～60℃，络合时间为0.5～4h。
步骤(2)中，所述硅源是硅溶胶、硅凝胶或白炭黑中的任意一种；所述铝源为铝酸钠、硫酸铝、拟薄水铝石或铝胶粉中的任意一种；所述碱源为氢氧化钠或氢氧化钾；原料摩尔比是：SiO2/Al2O3为15～35，SiO2/OH-为3～10，SiO2/哌啶为1～5，H2O/SiO2为15～50；金属活性组分络合物加入后室温搅拌时间是6～12h，使凝胶充分老化，活性金属与分子筛制备原料同步接触反应，即活性金属参与分子筛骨架构建过程，沉积在分子筛孔道壁上，提供活性中心，不会堵塞孔道。
步骤(2)中，所述晶化温度为140～175℃，晶化时间为48～120h；因为步骤(2)中加入碱，因此压力釜内壁需耐碱腐蚀，比如搪瓷釜、或内有防碱层的釜，比如内衬聚四氟釜。
步骤(3)所述的烘干的条件是80～150℃、4～8h；所述焙烧的条件是450～600℃、2～6h。本步骤主要洗涤掉步骤(2)晶化产物中多余的游离钠离子，获得碱性分子筛。
步骤(4)所述的阳离子交换剂为0.5～1.5mol/L的碳酸铵或草酸水溶液，交换2～5次。本步骤主要交换掉分子筛骨架中多余的钠离子，获得酸性分子筛。
步骤(5)中，所述成型方法采用的是常规的粘结剂，比如铝胶粉、高岭土或氧化锆。
步骤(6)中，所述的还原活化是指用含H2为25～100v％的H2-N2混合气在200～500℃处理2～10h。
上述金属/MCM-49催化剂在生产环己基苯中的应用：苯在金属/MCM-49催化剂和H2的存在下，发生加氢烷基化反应，生成环己基苯；通过金属/MCM-49催化剂床层的苯液相空速为0.5～1.5h-1，氢气/苯的摩尔比为0.6～1.5：1，反应温度为175～225℃，反应压力为1.0～3.0MPa。
有益效果：与现有技术中采用分别制得两种功能的催化剂，再进行机械混合的方式制得的双功能催化剂相比，本发明没有采用机械混合的方法，而是将活性金属与分子筛制备原料同步接触反应，通过化学反应获得具有加氢和烷基化双功能的催化剂，由于本发明活性金属直接参与分子筛骨架构建过程，进入到分子筛孔道中，避免了现有技术中采用机械混合极易堵塞分子筛孔道，从而导致催化剂活性降低的缺陷，本发明的催化剂催化活性位高度均匀分布，因此应用于苯加氢烷基化反应时，苯的转化率和环己基苯的选择性均较高。
附图说明
图1为实施例1制得的5％Ni/MCM-49催化剂的XRD图；
图2为实施例1制得的5％Ni/MCM-49催化剂的SEM图；
图3为实施例2制得的0.5％Ru/MCM-49催化剂的SEM图；
图4为实施例3制得的0.3％Pd/MCM-49催化剂的SEM图；
图5为实施例5制得的0.2％Cu4％Ni/MCM-49催化剂的SEM图；
图6为实施例8制得的3％Sn3％Ce4％Ni/MCM-49催化剂的SEM图；
图7为实施例9制得的0.15％Pd5％La4％Ni/MCM-49催化剂的SEM图；
图8为实施例10制得的0.2％Cu3％La4％Ni/MCM-49催化剂的SEM图。
具体实施方式
实施例1
(1)将7.4g水合硝酸镍(0.026mol)溶于15g甲醇中，加入哌啶0.104mol，在20℃络合反应3h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、偏铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌3h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌8h，得到硅铝酸盐凝胶。，反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝30、SiO2/OH-＝5、SiO2/哌啶＝4、H2O/SiO2＝40；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制170℃晶化60h；
(3)将晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中100℃烘10h和500℃焙烧4h；
(4)将所得到的固体粉碎，用1.0mol/l碳酸铵水溶液洗涤4次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为25％(体积)的H2-N2混合气，在500℃下还原10h活化，得到活化的5％Ni/MCM-49催化剂。
将实施例得到产物经XRD粉末衍射分析，见图1，所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为9.5°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，晶片厚度20～100nm，见图2，未见明显的负载金属颗粒。
将所制备的5％Ni/MCM-49(标记为C1)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例2
(1)将0.31g水合三氯化钌(0.0015mol)溶于5g乙醇中，加入六亚甲基亚胺0.0075mol，在60℃络合反应0.5h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、硫酸铝、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌3h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌8h，得到硅铝酸盐凝胶。反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝25、SiO2/OH-＝8、SiO2/哌啶＝3、H2O/SiO2＝30；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制160℃动态晶化72h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中120℃烘8h和500℃焙烧4h；
(4)将所得到的固体粉碎，用0.5mol/l碳酸铵水溶液洗涤5次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为85％(体积)的H2-N2混合气，在300℃下还原2h活化，而得到活化的0.5Ru％/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，未见Ru特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，晶片厚度20～100nm，见图3，未见明显的负载金属颗粒。
将所制备的0.5％Ru/MCM-49(标记为C2)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例3
(1)将0.15g氯化钯(0.00085mol)溶于5g甲醇中，加入哌啶0.0051mol，在10℃络合反应4h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌1h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌6h，得到硅铝酸盐凝胶。反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝35、SiO2/OH-＝10、SiO2/哌啶＝5、H2O/SiO2＝50；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制175℃动态晶化48h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中80℃烘12h和450℃焙烧6h；
(4)将所得到的固体粉碎，用1.5mol/l碳酸铵水溶液洗涤3次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为95％(体积)的H2-N2混合气，在250℃下还原8h活化，而得到活化的0.3Pd％/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，未见Pd特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，晶片厚度20～100nm(见图4)，未见明显的负载金属颗粒。
将所制备的0.3％Pd/MCM-49(标记为C3)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例4
(1)将0.1g氯化钯(0.00056mol)和5.96g水合硝酸镍(0.0205mol)溶于10g甲醇中，加入哌嗪0.126mol，在30℃络合反应4h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将30g白炭黑、铝胶粉、氢氧化钾及去离子水搅拌混匀后，加入适量的模板剂哌啶，室温搅拌4h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌12h，得到硅铝酸盐凝胶。反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝15、SiO2/OH-＝3、SiO2/哌啶＝2、H2O/SiO2＝15；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制140℃动态晶化120h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中150℃烘4h和600℃焙烧1h；
(4)将所得到的固体粉碎，用1.0mol/l草酸水溶液洗涤3次，以除去固体中的钾离子；
(5)将脱钾离子的粉末，加入氧化锆粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为75％(体积)的H2-N2混合气，在250℃下还原4h活化，而得到活化的0.2％Pd4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，晶片厚度20～100nm，未见明显的负载金属颗粒。
将所制备的0.2％Pd4％Ni/MCM-49(标记为C4)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例5
(1)将0.23g水合硝酸铜(0.001mol)和5.1g水合醋酸镍(0.0205mol)溶于10g乙醇中，加入高哌嗪0.086mol，在40℃络合反应1h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将30g硅凝胶、铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌3h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌10h，得到硅铝酸盐凝胶。反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝20、SiO2/OH-＝6、SiO2/哌啶＝1、H2O/SiO2＝20；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制150℃动态晶化108h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中130℃烘6h和550℃焙烧2h；
(4)将所得到的固体粉碎，用0.5mol/l草酸水溶液洗涤4次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入高岭土粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为50％(体积)的H2-N2混合气，在400℃下还原6h活化，而得到活化的0.2％Cu4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，晶片厚度20～100nm，见图5。
将所制备的0.2％Cu4％Ni/H-MCM-49(标记为C5),用于催化苯加氢烷基化过程。结果列于表1。
实施例6
(1)将0.116g水合三氯化铱(0.00031mol)和5.96g水合硝酸镍(0.0205mol)溶于10g甲醇中，加入哌嗪0.0624mol，在50℃络合反应2h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、拟薄水铝石、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌4h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌10h，得到硅铝酸盐凝胶。反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝25、SiO2/OH-＝7、SiO2/哌啶＝3、H2O/SiO2＝25；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制155℃动态晶化84h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中120℃烘6h和550℃焙烧2h；
(4)将所得到的固体粉碎，用1.5mol/l草酸水溶液洗涤2次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为50％(体积)的H2-N2混合气，在450℃下还原4h活化，而得到活化的0.2％Ir4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体。
将所制备的0.2％Ir4％Ni/MCM-49(标记为C6)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例7
(1)将0.362g高铼酸铵(0.00135mol)和5.96g水合硝酸镍(0.0205mol)溶于10g甲醇中，加入哌嗪0.065mol，在30℃络合反应2h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将30g硅凝胶、偏铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌4h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌12h，得到硅铝酸盐凝胶，反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝25、SiO2/OH-＝7、SiO2/哌啶＝3、H2O/SiO2＝35；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制155℃动态晶化84h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中120℃烘6h和550℃焙烧2h；
(4)将所得到的固体粉碎，用0.5mol/l草酸水溶液洗涤3次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为50％(体积)的H2-N2混合气，在450℃下还原4h活化，而得到活化的0.2％Re4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体。
将所制备的0.2％Re4％Ni/MCM-49(标记为C7)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例8
(1)将1.717g水合氯化亚锡(0.0076mol)、2.81g水合硝酸铈(0.0065mol)和5.96g水合硝酸镍(0.0205mol)溶于10g甲醇中，加入哌嗪0.122mol，在30℃络合反应4h，得到金属胺络合物醇溶液；
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、偏铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌4h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌12h，得到硅铝酸盐凝胶，反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝25、SiO2/OH-＝8、SiO2/哌啶＝3、H2O/SiO2＝35；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制155℃动态晶化84h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中120℃烘6h和550℃焙烧2h；
(4)将所得到的固体粉碎，用0.5mol/l草酸水溶液洗涤3次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为50％(体积)的H2-N2混合气，在450℃下还原4h活化，而得到活化的3％Sn3％Ce4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，见图6。
将所制备的3％Sn3％Ce4％Ni/MCM-49(标记为C8)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例9
(1)将0.075g氯化钯(0.00043mol)、4.68g水合硝酸镧(0.0108mol)和5.96g水合硝酸镍(0.0205mol)溶于15g甲醇中，加入哌嗪0.1mol，在30℃络合反应4h，得到金属胺络合物醇溶液。
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、偏铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌3h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌8h，得到硅铝酸盐凝胶；反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝25、SiO2/OH-＝6、SiO2/哌啶＝3、H2O/SiO2＝20；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制155℃动态晶化84h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中120℃烘6h和550℃焙烧2h；
(4)将所得到的固体粉碎，用0.5mlo/l草酸水溶液洗涤3次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为50％(体积)的H2-N2混合气，在450℃下还原4h活化，而得到活化的0.15％Pd5％La4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，见图7。
将所制备的0.15％Pd5％La4％Ni/MCM-49(标记为C9)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
实施例10
(1)将0.229g水合硝酸铜(0.00095mol)、2.815g水合硝酸镧(0.0065mol)和5.96g水合硝酸镍(0.0205mol)溶于10g甲醇中，加入哌嗪0.084mol，在30℃络合反应4h，得到金属胺络合物醇溶液。
(2)将75g硅溶胶(SiO2重量含量为40％)、偏铝酸钠、氢氧化钠及去离子水搅拌混匀后，加入模板剂哌啶，室温搅拌3h后，将步骤(1)得到金属胺络合物醇溶液加入，再在室温下充分搅拌8h，得到硅铝酸盐凝胶；反应混合物中物料摩尔比为：SiO2/Al2O3＝25、SiO2/OH-＝6、SiO2/哌啶＝3、H2O/SiO2＝20；将前述凝胶转移至内衬聚四氟的压力釜中，控制155℃动态晶化84h；
(3)晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，接着在空气中120℃烘6h和550℃焙烧2h；
(4)将所得到的固体粉碎，用0.5mol/l草酸水溶液洗涤3次，以除去固体中的钠离子；
(5)将脱钠离子的粉末，加入铝胶粉粘结剂成型，随后在空气中烘干、550℃焙烧2h，得到成型固体催化剂前体；
(6)将固体成型的催化剂前体，装入固定床反应器中，用含H2为50％(体积)的H2-N2混合气，在450℃下还原4h活化，而得到活化的0.2％Cu3％La4％Ni/MCM-49双功能催化剂。
实施例制得的产物经XRD粉末衍射分析所得的结晶产品为MCM-49沸石(特征衍射峰2θ为10°，22.5°，25.9°)，在2θ为44.5°附近出现了Ni(1.1.1)的特征衍射峰。通过扫描电镜SEM观察到其片状晶体，见图8。
将所制备的0.2％Cu3％La4％Ni/MCM-49(标记为C10)用于催化苯加氢烷基化过程，结果列于表1。
比较例1
按照中国专利CN101998942A(制备环己基苯的工艺)公开的制备环己基苯的工艺，通过用硝酸钯溶液浸渍氧化铝并在350℃焙烧3h制备Pd催化剂，氧化铝上Pd的负载量为0.3％,然后将Pd/Al2O3与MCM-49以1：3质量比混合，制得催化剂。反应条件包括140～175℃的温度、135～175psig(931～1207kPag)的压力、0.30～0.65的氢气/苯摩尔比，和0.26～1.05h-1的苯的重时空速。
将比较例1制得的催化剂用于催化苯加氢烷基化过程，实验测得苯的转化率28.6％，环己基苯的选择性68.3％。
表1实施例催化剂催化苯加氢烷基化结果
注：反应器为Ф22x3的不锈钢管，装填20～40目催化剂10.0mL。
BZ为苯，CHB为环己基苯，DCB为双环己基苯，CH为环己烷。
PH2为表压，S为选择性，Y为收率。
由上表的测试结果可以看出，采用本发明制备的金属/MCM-49催化剂制备环己基苯，苯的转化率和环己基苯的选择性均较高。

Claims (10)

1.一种金属/MCM-49催化剂，其特征在于，由如下制备方法制成：
(1)将金属活性组分醇溶液与络合剂接触进行络合反应，得到金属活性组分离子络合物；
(2)将硅源、铝源、碱源、水及模板剂哌啶混合均匀后，与步骤(1)制得的金属活性组分离子络合物接触，室温下充分搅拌得到硅铝酸盐凝胶，将硅酸铝凝胶放置压力釜中，晶化；
(3)将步骤(2)中晶化后的产物冷却至室温后，用去离子水洗涤至滤液pH小于9，然后烘干、焙烧得固体；
(4)将步骤(3)得到的固体粉碎，然后用阳离子交换剂水溶液进行洗涤，得到脱除碱金属离子的固体；
(5)将步骤(4)中脱除碱金属离子的固体依次成型、烘干、焙烧，得到成型的催化剂前体；
(6)将步骤(5)中成型的催化剂前体，用H2-N2混合气还原活化，获得活化的金属/MCM-49催化剂；
步骤(1)中，所述的金属活性组分是镍、钯、铂、钌、铼、铱、铜、锡、镧、铈中的一种、二种或三种的组合物，所述的醇是甲醇或乙醇；所述络合剂为哌嗪、哌啶、高哌嗪或六亚甲基亚胺中的任意一种。
2.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述的络合剂与金属活性组分的摩尔比是3～6：1。
3.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述络合反应温度是10～60℃，络合时间为0.5～4h。
4.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述硅源是硅溶胶、硅凝胶或白炭黑中的任意一种；所述铝源为铝酸钠、硫酸铝、拟薄水铝石或铝胶粉中的任意一种；所述碱源为氢氧化钠或氢氧化钾；原料摩尔比是：SiO2/Al2O3为15～35，SiO2/OH-为3～10，SiO2/哌啶为1～5，H2O/SiO2为15～50。
5.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述晶化温度为140～175℃，晶化时间为48～120h。
6.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(3)中，所述烘干的温度为80～150℃，时间为4～8h。
7.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(3)中，所述焙烧的温度为450～600℃，时间为2～6h。
8.如权利要求1所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(4)中，所述的阳离子交换剂为0.5～1.5mol/L的碳酸铵或草酸水溶液，交换2～5次。
9.如权利要求1至8任一项所述的金属/MCM-49催化剂，其特征在于，步骤(6)中，所述的还原活化是指用含H2为25～100v％的H2-N2混合气在200～500℃处理2～10h。
10.权利要求1至9任一项所述金属/MCM-49催化剂在生产环己基苯中的应用，其特征在于，苯在金属/MCM-49催化剂和H2的存在下，发生加氢烷基化反应，生成环己基苯；通过金属/MCM-49催化剂床层的苯液相空速为0.5～1.5h-1，氢气/苯的摩尔比为0.6～1.5：1，反应温度为175～225℃，反应压力为1.0～3.0MPa。
CN201610262129.9A 2016-04-25 2016-04-25 金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用 Active CN107303501B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610262129.9A CN107303501B (zh) 2016-04-25 2016-04-25 金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610262129.9A CN107303501B (zh) 2016-04-25 2016-04-25 金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107303501A true CN107303501A (zh) 2017-10-31
CN107303501B CN107303501B (zh) 2020-02-21

Family

ID=60150443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610262129.9A Active CN107303501B (zh) 2016-04-25 2016-04-25 金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107303501B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110479355A (zh) * 2019-09-03 2019-11-22 中触媒新材料股份有限公司 一种用于合成环己基苯的催化剂的制备方法
CN111250148A (zh) * 2020-03-25 2020-06-09 厦门大学 一种用于苯加氢烷基化制环己基苯的催化剂及其制备方法和应用
CN114130421A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 中国石油化工股份有限公司 一种加氢烷基化催化剂及其制法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101754940A (zh) * 2007-09-21 2010-06-23 埃克森美孚化学专利公司 制备环己基苯的方法
CN103551192A (zh) * 2013-11-22 2014-02-05 东北石油大学 稀土改性mcm-48负载型双功能催化剂的制备方法
CN105170178A (zh) * 2015-08-21 2015-12-23 宁波海越新材料有限公司 一种丙烷脱氢制丙烯催化剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101754940A (zh) * 2007-09-21 2010-06-23 埃克森美孚化学专利公司 制备环己基苯的方法
CN103551192A (zh) * 2013-11-22 2014-02-05 东北石油大学 稀土改性mcm-48负载型双功能催化剂的制备方法
CN105170178A (zh) * 2015-08-21 2015-12-23 宁波海越新材料有限公司 一种丙烷脱氢制丙烯催化剂及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110479355A (zh) * 2019-09-03 2019-11-22 中触媒新材料股份有限公司 一种用于合成环己基苯的催化剂的制备方法
CN111250148A (zh) * 2020-03-25 2020-06-09 厦门大学 一种用于苯加氢烷基化制环己基苯的催化剂及其制备方法和应用
CN111250148B (zh) * 2020-03-25 2021-01-29 厦门大学 一种用于苯加氢烷基化制环己基苯的催化剂及其制备方法和应用
CN114130421A (zh) * 2020-09-04 2022-03-04 中国石油化工股份有限公司 一种加氢烷基化催化剂及其制法和应用
CN114130421B (zh) * 2020-09-04 2024-01-09 中国石油化工股份有限公司 一种加氢烷基化催化剂及其制法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107303501B (zh) 2020-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107303512B (zh) 一种双功能催化剂及其在苯加氢烷基化反应中的应用
CN103752319B (zh) 抗积碳Ni基甲烷水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法
CN109999896B (zh) 一种应用于苯酚选择性加氢制环己酮高效催化剂及其制备方法
CN109289910A (zh) 一种合成气直接转化制低碳烯烃的催化剂、制备方法及其应用
CN107303500A (zh) 金属/h-mcm-22催化剂及其在生产环己基苯中的应用
CN101081362B (zh) 一种含镁铝复合物的载体及其制备方法
CN101530813A (zh) 用于碳四液化气芳构化反应的分子筛催化剂的制备方法
CN102133529A (zh) 新型镍基lpg水蒸气重整催化剂及其制备方法
WO2021109611A1 (zh) 一种氢解用催化剂及其制备方法
CN107303501A (zh) 金属/mcm-49催化剂及其在生产环己基苯中的应用
CN110270368B (zh) 一种无溶液法合成用于碳一化学嵌入式催化剂材料的方法
WO2018126531A1 (zh) 一种制备β-苯乙醇的反应系统、催化剂及其工艺方法
CN102746100A (zh) 制备异丙苯的方法
CN108295892A (zh) 一种γ-Al2O3@CuO-ZnO@ZSM-5双核壳催化剂的制备方法
CN104028267B (zh) 一种苯选择性加氢制环己烯贵金属Ru催化剂的制法
CN114029063A (zh) 一种二氧化碳加氢制备甲醇的催化剂及其制备方法
CN103664586B (zh) 制备乙酸环己酯的方法及制备环己醇和乙醇的方法
US20230285939A1 (en) Composite catalyst and use thereof in preparing propylene glycol
CN103708491A (zh) 一种合成im-5分子筛的方法
CN104230641A (zh) 生产异丙苯的方法
CN104230643A (zh) 制备异丙苯的方法
CN115745751A (zh) 在固定床反应器上用苯酚和甲醇原料连续生产苯甲醚的液固相反应方法
CN114433220B (zh) 一种苯和合成气烷基化催化剂的制备方法
CN111085243B (zh) 一种负载金属的rey分子筛催化剂、制备方法及其应用
CN114192162A (zh) 一种二甲基苄醇氢解催化剂及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant