本发明专利技术提供了一种二甲苯异构化分子筛催化剂及其制备方法和应用。所述的催化剂为一种以ZSM‑48分子筛为主要催化剂成分的催化材料。其中ZSM‑48分子筛是通过采用合适的原料、精细调变原料摩尔组成及选择合适的晶种，采用一步水热晶化法合成。该分子筛材料具有宽泛的硅铝比可调范围(SiO2/Al2O3，40～200)、较高的介孔体积(0.20～0.80cm3/g)及优异的扩散性能。该分子筛经压片成型或与粘结剂挤条成型后得到的催化剂在二甲苯异构化反应中具有良好的催化活性、优异的催化稳定性和对二甲苯选择性。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种二甲苯异构化分子筛催化剂及其制备方法和应用，属于催化化学。
技术介绍
1、对二甲苯作为生产对二苯甲酸及后续多种化工产品的单体，近年来其需求量日益上升。二甲苯异构化作为一种将低附加值混合c8芳烃转化为富含对二甲苯高附加值产物的工艺过程，已成为增产对二甲苯的重要途径。该工艺为典型的酸催化过程，分子筛催化剂是目前的主流催化材料。其不仅提供了反应所需的b酸活性中心，且其微孔孔道体系的择形作用对于提高对二甲苯选择性和抑制副反应的发生也不可或缺。目前该工艺的主流催化剂为zsm-5分子筛(cn111744542a，cn100425343c)、eu-1分子筛(cn110548536a，cn110548536a)及mor分子筛(cn110694681a，cn102060309a)。近年来，有研究(hyung-ki min；seung hyeokcha；suk bong hong，acs catalysis,2012,2,971-981)表明一维十元环孔道的分子筛在间二甲苯异构化反应中展现出了更好的对二甲苯选择性，但一维孔道体系带来的扩散限制严重削弱了一维孔道分子筛的催化稳定性。
2、zsm-48分子筛具有沿[100]方向的一维十元环孔道，其独特的孔道结构使得其在二甲苯异构化反应中展现出优异的择形性能。但如何提高zsm-48分子筛的扩散性能从而强化其催化稳定性仍然是一个挑战。另外，zsm-48分子筛固有的高硅铝比特点导致其酸密度不足，如何降低zsm-48分子筛的硅铝比从而提高催化活性也是一个重要课题。
>技术实现思路1、本专利技术的目的在于开发一种用于二甲苯异构化的催化材料。该方法得到的二甲苯异构化催化剂具有对二甲苯选择性高、催化活性及稳定性好的特点。
2、根据本申请的一个方面，提供一种二甲苯异构化分子筛催化剂，所述二甲苯异构化分子筛催化剂包括具有短棒状堆积形貌的富铝多级孔氢型zsm-48分子筛和粘结剂；
3、所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛在所述二甲苯异构化分子筛催化剂中的质量含量为40～90wt％；
4、可选地，所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛在所述二甲苯异构化分子筛催化剂中的质量含量为40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、90wt％中的任意值或任意两者之间的范围值。
5、所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛的硅铝比为400～200；
6、可选地，所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛的硅铝比为200、250、300、350、400中的任意值或任意两者之间的范围值。
7、所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛的微孔体积为0.04～0.09cm3/g；
8、可选地，所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛的微孔体积为0.04cm3/g、0.05cm3/g、0.06cm3/g、0.07cm3/g、0.08cm3/g、0.09cm3/g中的任意值或任意两者之间的范围值。
9、所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛的介孔体积为0.2～0.8cm3/g；
10、可选地，所述富铝多级孔氢型zsm-48分子筛的介孔体积为0.2cm3/g、0.3cm3/g、0.4cm3/g、0.5cm3/g、0.6cm3/g、0.7cm3/g、0.8cm3/g中的任意值或任意两者之间的范围值。
11、所述粘结剂选自氧化铝、氧化硅、黏土中的至少一种。
12、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的二甲苯异构化分子筛催化剂的制备方法，通过采用合适的原料，并精细调变原料的摩尔组成、采用一步水热晶化法来解决上述技术问题，包括以下步骤：
13、将含有硅源、铝源、无机碱、模板剂、晶种和水的原料，于密闭容器中，陈化、晶化、离子交换、焙烧、成型，得到所述二甲苯异构化分子筛催化剂。
14、进一步地，包括以下步骤：在搅拌条件下，将含有铝源、无机碱、模板剂的原料溶于去离子水中，之后顺序加入晶种和硅源，进行陈化、晶化和离子交换过程。
15、晶化结束后所得的固体产物要经过过滤、洗涤、干燥得到分子筛原粉。
16、得到的分子筛原粉经过铵离子交换和焙烧后得到氢型分子筛催，离子交换过程为：将分子筛原粉加入1mol/l的nh4cl溶液中，液固质量比为6～30，在80℃下搅拌1h。重复交换3次，过滤，洗涤得到铵型分子筛。将铵型分子筛在550℃空气气氛下被烧4h即得到氢型zsm-48分子筛催化剂。氢型zsm-48分子筛催化剂经压片成型或与粘结剂掺和挤条成型后得到上述二甲苯异构化分子筛催化剂。
17、所述氨水的浓度为25wt％；
18、所述硅源选自白炭黑、硅溶胶、正硅酸乙酯、水玻璃中的至少一种；
19、所述的铝源选自硝酸铝、硫酸铝、铝酸钠、拟薄水铝石、氯化铝中的至少一种；
20、所述的无机碱选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨水中的至少一种；
21、所述的模板剂为溴化六甲铵(hmbr)、氯化六甲铵(hmcl)、氢氧化六甲铵(hmoh)中的至少一种。
22、所述无机碱与所述硅源的摩尔比为0.2～0.6；
23、可选地，所述无机碱与所述硅源的摩尔比为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6中的任意值或任意两者之间的范围值。
24、所述硅源与所述铝源的摩尔比为60～250；
25、可选地，所述硅源与所述铝源的摩尔比为60、80、100、120、140、160、180、200、220、240、250中的任意值或任意两者之间的范围值。
26、所述模板剂与所述硅源的摩尔比为0.02～0.3；
27、可选地，所述模板剂与所述硅源的摩尔比为0.02、0.05、0.1、0.2、0.3中的任意值或任意两者之间的范围值。
28、所述水与所述硅源的摩尔比为25～60；
29、可选地，所述水与所述硅源的摩尔比为25、30、35、40、45、50、55、60中的任意值或任意两者之间的范围值。
30、所述晶种与所述硅源中的sio2质量比为1％～20％；
31、可选地，所述晶种与所述硅源中的sio2质量比为1％、5％、10％、15％、20％中的任意值或任意两者之间的范围值。
32、所述硅源的摩尔量以所选用的硅源中sio2的摩尔量计算；
33、所述铝源的摩尔量以所选用的铝源中al2o3的摩尔量计算；
34、所述模板剂的摩尔量以所选用的模板剂中的六甲铵根离子摩尔量计算；
35、所述无机碱的摩尔量以所选用的无机碱中的氢氧根的摩尔量计算。
36、所述陈化的温度为25～80℃；
37、可选地，所述陈化的温度为25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃中的任意值或任意两者之间的范围值。
38、所述陈化的时间为2～8h。
39、可选地，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二甲苯异构化分子筛催化剂，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的二甲苯异构化分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
9.一种权利要求1所述的二甲苯异构化分子筛催化剂的应用，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种二甲苯异构化分子筛催化剂，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的二甲苯异构化分子筛催化剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：刘稳，李秀杰，朱向学，张新宝，李俊杰，王亚男，于伟伟，霍文涛，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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