CN109364990B - 一种kapo催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents

一种kapo催化剂的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109364990B
CN109364990B CN201811299260.8A CN201811299260A CN109364990B CN 109364990 B CN109364990 B CN 109364990B CN 201811299260 A CN201811299260 A CN 201811299260A CN 109364990 B CN109364990 B CN 109364990B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
kapo
koh
reaction
colloid
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.)
Active
Application number
CN201811299260.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109364990A (zh
Inventor
王斌
温月丽
李慧君
黄伟
郝春瑶
法拉兹·艾哈迈德
刘钰华
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.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
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 Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201811299260.8A priority Critical patent/CN109364990B/zh
Publication of CN109364990A publication Critical patent/CN109364990A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109364990B publication Critical patent/CN109364990B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/82Phosphates
    • B01J29/83Aluminophosphates [APO compounds]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/10Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/86Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
    • C07C2/862Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
    • C07C2/864Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms the non-hydrocarbon is an alcohol
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

一种KAPO催化剂的制备方法及其应用,属于催化剂技术领域,本发明目的在于提供一种应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应的催化剂,将KOH、异丙醇铝和H3PO4制备形成胶体,将三乙胺逐滴滴加到胶体中,晶化24~48h,冷却后,过滤得到固体,将所得固体在550℃条件下焙烧12~24h,得到催化剂KAPO,本发明制备的催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,催化性能得到明显提高。

Description

一种KAPO催化剂的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于催化剂技术领域,具体涉及一种KAPO催化剂的制备方法及其应用。
背景技术
乙苯是一个重要的芳香族有机化合物,主要应用于生产苯乙烯的中间体。苯乙烯是一种合成橡胶、塑料、树脂的重要化工原料。近年来随着建材、化工、电子、塑料、汽车等行业的迅猛发展,苯乙烯的需求量也逐年增加。由于甲苯甲醇侧链烷基化法制乙苯和苯乙烯具有原料成本低、工艺流程简单,能耗低和CO2排放等优点,因此备受重视。
大量研究显示:由于甲苯甲醇侧链烷基化反应既需要催化剂的水热稳定性好,又需要催化剂同时具有弱酸、中强碱性位;而磷铝分子筛水热稳定性较好,且磷铝分子筛可以经过改性来调变催化剂的表面酸碱性。可应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应的催化剂,命名为KAPO催化剂。
本发明采用如下技术方案:
一种KAPO催化剂的制备方法,包括如下步骤:
第一步,将KOH溶于水中,配制KOH水溶液,然后向KOH水溶液中加入异丙醇铝和H3PO4,在50℃条件下,搅拌水解90~120min,然后冷却至25℃,形成胶体;
第二步,将三乙胺逐滴滴加到胶体中,搅拌反应2h后,转移至反应釜中,180℃下晶化24~48h,冷却后,过滤得到固体;
第三步,将过滤所得固体用去离子水洗涤三次,在550℃条件下焙烧12~24h,得到催化剂KAPO,命名为nKAPO,其中,n为K和Al的摩尔比。
第一步中所述KOH、异丙醇铝和H3PO4的摩尔比为0.2~0.9:1:1,KOH和水的摩尔体积比为0.2~0.9mol:40ml。
第二步中所述三乙胺和KOH的摩尔比为1.4:0.2~0.9。
一种KAPO催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,并进行活性评价,具体催化反应条件为:常压,N2:甲苯:甲醇的摩尔进料比为30:5:1,质量空速为0.5 h-1,反应温度为425℃。
本发明的有益效果如下:
由于甲苯甲醇侧链烷基化的反应温度较高,且有水生成。而本反应既要求催化剂有好的水热稳定性,又需要催化剂同时具有弱酸、中强碱性位;而磷铝分子筛水热稳定性较好,且磷铝分子筛可以经过改性来调变催化剂的表面酸碱性。因此本发明提出了一种KAPO催化剂的制备方法,即利用KOH对磷铝分子筛进行改性以提高催化剂的碱性,制备出具有较多中强碱性位的催化剂,并将其应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,催化性能得到了明显提高。
具体实施方式
实施例1
一种KAPO催化剂的制备方法,包括如下步骤:
第一步,将0.9 mol的KOH溶于40 ml的去离子水中,配成KOH水溶液,然后加入1mol异丙醇铝和1 mol H3PO4,在50℃下搅拌水解90~120 min,然后冷却至25℃,形成胶体;
第二步,将1.4mol三乙胺逐滴滴加到胶体中,搅拌反应2h,然后全部转入水热反应釜中,180℃下晶化24~48h,冷却后过滤得到固体;
第三步,将所得固体用去离子水洗涤三次,然后再550℃焙烧12~24h,得到KAPO催化剂,命名为0.9KAPO。
将所得催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,并进行活性评价。具体催化反应条件为:常压, N2:甲苯:甲醇的摩尔进料比为30:5:1,质量空速为0.5 h-1,反应温度为425℃。结果见表1。
实施例2
将实施例1中第一步中KOH的用量变为0.5mol,其余步骤同实施例1,所得KAPO催化剂,命名为0.5KAPO。将所得催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,并进行活性评价。催化反应条件同实施例1。结果见表1。
实施例3
将实施例1中第一步中KOH的用量变为0.2mol,其余步骤同实施例1,所得KAPO催化剂,命名为0.2KAPO。将所得催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,并进行活性评价。催化反应条件同实施例1。结果见表1。
对比例
将实施例1中第一步中KOH的用量变为0mol,其余步骤同实施例1,所得KAPO催化剂,命名为0KAPO。将所得催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应,并进行活性评价。催化反应条件同实施例1。结果见表1。
表1 催化活性评价结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
通过对催化剂0.9KAPO,0.5KAPO,0.2KAPO和0KAPO的活性评价结果(见表1)的比较可知,随着KOH投加量的增加,甲苯甲醇侧链烷基化产物(乙苯+苯乙烯)总产率也随之大幅度提高,表现出了良好的催化性能。

Claims (2)

1.一种KAPO催化剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
第一步,将KOH溶于水中,配制KOH水溶液,然后向KOH水溶液中加入异丙醇铝和H3PO4,在50℃条件下,搅拌水解90~120min,然后冷却至25℃,形成胶体;
第二步,将三乙胺逐滴滴加到胶体中,搅拌反应2h后,转移至反应釜中,180℃下晶化24~48h,冷却后,过滤得到固体;
第三步,将过滤所得固体用去离子水洗涤三次,在550℃条件下焙烧12~24h,得到催化剂KAPO,命名为nKAPO,其中,n为K和Al的摩尔比;
第一步中所述KOH、异丙醇铝和H3PO4的摩尔比为0.2~0.9:1:1,KOH和水的摩尔体积比为0.2~0.9mol:40ml;
第二步中所述三乙胺和KOH的摩尔比为1.4:0.2~0.9。
2.一种利用权利要求1所述制备方法制备的KAPO催化剂应用于甲苯甲醇侧链烷基化反应。
CN201811299260.8A 2018-11-02 2018-11-02 一种kapo催化剂的制备方法及其应用 Active CN109364990B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811299260.8A CN109364990B (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种kapo催化剂的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811299260.8A CN109364990B (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种kapo催化剂的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109364990A CN109364990A (zh) 2019-02-22
CN109364990B true CN109364990B (zh) 2021-06-04

Family

ID=65397256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811299260.8A Active CN109364990B (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种kapo催化剂的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109364990B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114588918B (zh) * 2022-03-04 2024-02-06 太原理工大学 一种用于甲苯甲醇侧链烷基化反应制备乙苯和苯乙烯的催化剂的制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293919A2 (en) * 1987-06-04 1988-12-07 Union Carbide Corporation Solution synthesis of aluminophosphate crystalline compositions
CN102964203A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 同济大学 高选择性甲醇甲苯侧链烷基化合成苯乙烯的方法
CN106622335A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 中国石油化工股份有限公司 用于甲苯侧链烷基化反应制苯乙烯和乙苯的催化剂及其用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293919A2 (en) * 1987-06-04 1988-12-07 Union Carbide Corporation Solution synthesis of aluminophosphate crystalline compositions
CN102964203A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 同济大学 高选择性甲醇甲苯侧链烷基化合成苯乙烯的方法
CN106622335A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 中国石油化工股份有限公司 用于甲苯侧链烷基化反应制苯乙烯和乙苯的催化剂及其用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Characterization of AlPO4-type molecular sieving membranes formed on a porous α-alumina tube;Guoqing Guan等;《Journal of Membrane Science》;20031231(第214期);第191-198页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109364990A (zh) 2019-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103537315A (zh) 甲醇制芳烃催化剂及其制备方法
CN114832855B (zh) 一种改性复合分子筛催化剂及其制备方法
CN103664440A (zh) 甲醇转化生产芳烃的方法
CN105566069A (zh) 一种磷钨酸改性短孔道HPW-Zr/SBA-15催化剂催化合成双酚F的方法
CN109364990B (zh) 一种kapo催化剂的制备方法及其应用
CN104086373B (zh) 一种片状Al-SBA-15介孔分子筛催化合成双酚F的方法
CN108393081B (zh) 一种托贝莫来石催化剂的制备方法
US9102583B2 (en) Method for producing ethylene glycol from oxalate through the fluidized bed catalytic reaction
CN104119208B (zh) 一种磷酸改性无序介孔羟基磷灰石催化合成双酚f的方法
CN112044424B (zh) 一种高岭土-勃姆石复合催化剂的制备及其催化纤维素水解的方法
CN112705238B (zh) 一种用于合成乙醇酸甲酯的催化剂及其制备方法和应用
CN104250375A (zh) 歧化松香胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚及其制备方法
CN105693475B (zh) 一种固体酸H2SO4‑SiO2催化制备双酚芴的工艺方法
CN102211036A (zh) 一种改性分子筛催化剂和其前体及其制备方法
CN102000611B (zh) 一种用于合成柠檬酸三丁酯的催化剂及其制备方法
CN108250049B (zh) 一种双酚芴的合成方法
CN107899609B (zh) 一种生产聚甲醛二甲醚的催化剂及其制备方法
CN112723421B (zh) 一种FeMnSx纳米片簇及其制备方法
CN102746113B (zh) 制备异丙醇方法
CN110002464B (zh) Mcm-49分子筛的制备方法、mcm-49分子筛催化剂、其制备方法及应用
CN107162879B (zh) 一种碱性离子液体用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法
CN101602006B (zh) 合成二甲醚的硫改性氧化铝催化剂及其制备方法
CN114874076B (zh) 一种间甲酚的制备方法
CN109395711B (zh) 一种硼钪催化剂的制备方法及其在合成2,6-二甲基苯酚中的应用
CN111097528B (zh) 纳米笼限域催化剂、制备方法及应用

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