一种制备苊烯的新型催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于由苊制备苊烯的负载型催化剂以及制备苊烯的方法。所述催化剂含有碱金属和/或碱土金属盐，尤其是硫酸盐、碳酸盐以及氯化物。通过使用本发明专利技术的新型催化剂催化苊脱氢制备苊烯的效果优异。苊脱氢制备苊烯的效果优异。

【技术实现步骤摘要】
一种制备苊烯的新型催化剂


[0001]本专利技术涉及一种制备苊烯的新型催化剂，特别涉及一种用气相脱氢苊制备苊烯的负载型催化剂。

技术介绍

[0002]苊烯，英文名称Acenaphthylene，CAS号：208
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8。苊烯可制苊烯树脂，用于电绝缘材料和离子交换树脂等。苊烯用作有机合成原料，生产1，8
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萘二甲酸酐、硝基苊烯、苊醌等用于制备染料，如士林猩红、荧光增白剂。苊烯还可以制备植物生长激素，杀虫杀菌剂等农药。
[0003]苊烯的结构式：
[0004][0005]已知苊烯的制备方法有如下几种：
[0006]一种是精馏提取法制备苊烯的工艺。2018年，南京师范大学的顾正桂、曹晓艳、凌鸿钰公开的专利技术专利《提取LCO双环芳烃中苊和苊烯的装置和方法》(专利号：CN201811485681.X)中，报导了精馏提取法制备苊烯的工艺。
[0007]另一种是苊烯溴代加成再消除法。2005年，新日铁化学株式会社的太田道贵、竹内玄树在专利《多环芳香族乙烯基化合物的制造方法》(专利号：CN200510008106.7)中，描述了通过使卤素、卤化氢、水等的加成剂加成在二乙烯基萘或二乙烯基联苯或苊烯等的多环芳香族乙烯基化合物的乙烯基上，成为对应的多环芳香族乙烯基化合物衍生物后，采用再结晶、吸附或起化学反应分离精制多环芳香族乙烯基化合物衍生物，然后脱掉加成在多环芳香族乙烯基化合物衍生物上的加成剂，制得高纯度多环芳香族乙烯基化合物，报导了化学提纯方法。
[0008]第三种是苊溴代再消除脱氢法。1999年，矿业大学的蒋群发表的论文《含亚甲基芳烃脱氢反应的研究》中，报导了N
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溴代丁二酰亚胺(NBS)存在下，多种含亚甲基芳烃的脱氢反应，报导了化学合成苊烯的方法。
[0009]第四种是苊气相氧化法合成苊烯
[0010]4.1在1951年《J.APPL.CHEM》的论文《Acenaphthylene：Its Polymers and Copolymers》和专利《Polymers and copolymers of acenaphthylene》(United States Patent：2445181)中报导了苊烯的制备方法和苊烯聚合物和苊烯共聚物的制备方法，在600～650℃下，以水蒸气为载气，催化剂为氧化锌、氧化铝、氧化钙为组成成分，苊制备苊烯，金属氧化物为主要材料。
[0011]4.2在《辽宁化工》1972年05期发表的论文《利用苊制苊烯试验成功》中描述了苊烯的制备方法，在高温条件下，将苊气化经过催化剂，在水蒸汽条件下催化生成苊烯的方法，催化剂的组成为氧化锌85％、氧化钙5％、硫酸钾5％、铬酸钾3％、氢氧化钾2％，金属氧化物
为主要材料。
[0012]4.3另外，专利“一种苊烯的制备方法及其反应装置”(申请号：CN200910054846.2)也报道了将苊气化经过催化剂，在二氧化碳气氛下催化脱氢生成苊烯的方法，催化剂的组成为铝
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铬基多相催化剂。该专利申请中没有披露具体的催化剂组成，但是依据该专利说明书对催化剂相关
技术介绍
的描述可知，其使用的可能是含有铬酸钾和氢氧化铝的上述4.1和4.2节中所述的催化剂。
[0013]4.4在《复旦学报：自然科学》1959年01期，贾韻儀等发表了论文《煤焦油綜合利用II.苊的催化脱氢》中描述了三种催化剂：I，五氧化二钒沉淀于浮石上；II，氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化铝、铬酸钾、硫酸钾的混合物；III，二氧化锰和氧化铝的混合物。用空气作氧化剂进行苊的脱氢，不能得到满意的结果，其中催化剂I不适宜于用作脱氢催化剂。用催化剂II和III在水蒸汽为稀释剂的情况下，分别进行苊的气相催化脱氢得到比较满意的结果。在此二种催化剂中以催化剂III的结果比较好，最适宜的反应温度是600℃，脱氢产物的产量为90％，用光电比色法测出其中苊烯的含量为96％，金属氧化物为主要材料。
[0014]上述的几种方法原料易得、制备步骤少，在工业上是可行的，但是均存在一定的应用局限性以及缺陷。方法1和方法2为苊烯的提纯制备方法；方法3使用N
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溴代丁二酰亚胺(NBS)化学合成苊烯的方法；方法4为苊气相氧化制备苊烯的方法，都使用氧化物或氢氧化物作为催化剂的主要成分，并且使用多种成分进行复合，水蒸气、氮气、二氧化碳为载气，温度在600℃，工业成本太高；贾韻儀报导的文献中使用过空气，但是实验效果不理想，“不能得到满意的結果”。因此，有必要尝试新的工艺简单、成本低廉、环境友好的苊烯制备方法。

技术实现思路

[0015]为了满足化工行业对苊烯的原料需求，本专利技术提供了一种用气相脱氢苊制备苊烯的新型负载型催化剂，通过使用该催化剂在高温空气气相脱氢苊生产苊烯，该催化剂适合于工业化生产，技术效果优异。
[0016]本专利技术所说的苊制备苊烯的反应式如下：
[0017][0018]文献报导使用的催化剂为五氧化二钒、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化锰、铬酸钾，都是金属氧化物，教导的方式为高温氧化的方式制备苊烯，这使得本领域技术人员已经形成思维定式，即由苊制备苊烯的催化反应中，必须使用金属氧化物作为催化剂，或者催化剂中的金属氧化物必须占绝对主导地位。以致于压制了本领域探索其他类型的催化剂的动机与热情。近年来关于催化剂探索的文献数量不多，并且绝大部分仍以氧化物为催化剂基础就是很好的例证。
[0019]本专利技术人通过大量的实验意外地发现，由苊制备苊烯的催化反应中，催化剂不必限制于氧化物的范畴之内。使用碱金属和/或碱土金属盐以高温脱氢的方式制备苊烯，能够以较高的收率获得纯度特别高的苊烯产品。这是对现有技术的巨大突破。
[0020]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0021]本专利技术的一种实施方式是一种用气相脱氢苊制备苊烯的负载型催化剂，所述的催化剂载体为浮石、氧化铝、活性炭、沸石、氧化硅、磁环等。
[0022]所述的催化剂为碱金属和/或碱土金属盐，所碱金属和/或碱土金属选自锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)的一种或多种。
[0023]所述碱金属和/或碱土金属盐，例如是硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、碳酸锂、碳酸钾、氯化钾、硫酸镁等，但不限于上述的盐形式，它们可以单独使用或者组合使用，尤其是在单独使用时，可以简化催化剂的制备工艺，在工艺上是有利的。
[0024]碱金属盐优选硫酸铯、硫酸铷、硫酸钾、碳酸锂，更优选为硫酸铯。碱土金属盐优选硫酸镁。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的独特之处在于：
[0026](1)本专利技术首次使用以碱金属和/或碱土金属盐作为主要催化活性成分的催化剂，获得了优异的技术效果
[0027]苊烯的制备方法早在数十年前即有报道，但是基于苊结构的特殊性，能够使用的催化剂的类型较为有限。经过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于由苊制备苊烯的负载型催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂为载体上负载的碱金属和/或碱土金属盐。2.如权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于所述碱金属和/或碱土金属盐中盐选自氯化物、硫酸盐、碳酸盐中的一种或多种。3.如权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述碱金属和/或碱土金属盐选自硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、碳酸锂、碳酸钾、氯化钾、硫酸镁中的一种或多种。4.如权利要求1
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3所述的负载型催化剂，其特征在于催化剂中的催化活性成分仅包含一种碱金属或碱土金属盐。5.如权利要求1
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3所述的负载型催化剂，其特征在于催化剂中的催化活性成分仅包含两种碱金属或碱土金属盐。6.如权利要求1
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5任意一项所述的负载型催化剂，其还可以含有其他类型的催化剂，条件是权利要求1
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3中所述的碱金属和/或碱土金属盐在催化剂活性成分中占比高于其他类型催化活性成分。7.如权利要求1
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5任意一项所述的负载型催化剂，其催化活性成分仅包含权利要求1
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2所述的成分，不包含氧化物或氢氧化物。8.如权利要求1所述的负载型催化剂，其中所述碱金属和/或碱土金属盐的含量为0.1g～200.0g每升催化剂载体。9.如权利要求1所述的负载型催化剂，其中所述碱金属和/或碱土金属盐的含量为120.0g每升催化剂载体。10.如权利要求1所述的负载型催化剂，其中所述载体选自沸石、浮石、氧化铝、磁环...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英黔，胡君一，胡煦格，
申请(专利权)人：鞍山小巨人生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：