【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碱金属氢化物以及轻质芳烃，具体涉及负载型碱金属氢化物作为芳烃加氢脱烷基化反应催化剂的应用。
技术介绍
1、苯、甲苯、二甲苯(简称btx，即轻质芳烃)是生产聚合物、溶剂、油漆、抛光剂、药品等增值产品的重要化学物质，然而其供给量和市场需求之间存在巨大的不平衡。btx主要来源于石脑油的催化重整、裂解气萃取和c9+芳烃加氢脱烷基化反应。其中，通过芳烃加氢脱烷基化反应得到btx被日益重视，尤其是随着大型芳烃工艺投产的日益增多，芳烃的生产量将随之大大提高，为该方法提供了丰富的芳烃资源。但是，芳烃加氢脱烷基化反应通常需要较高的操作温度，约700℃-900℃，该反应的高能耗导致了高昂的工艺成本。因此，如何降低该工艺的反应温度、减少反应过程能耗，成为高效发展芳烃加氢脱烷基化制备btx等高值化学品的关键问题之一。
2、与非催化加氢脱烷基化方法相比，催化加氢脱烷基反应制备btx方法具有耗氢量低、转化率高和选择性高等优点。因此，开发相对温和条件下具备高活性、高稳定性且价格低廉的催化剂，对于降低该工艺的能耗和成本至关重要。随着催化加氢脱烷基技术得到研究者们的广泛关注，tac9、zeolyst/sk、detol等多种商业化工艺也被陆续开发。其中，以houdry detol工艺为例，利用含有铬或钼氧化物的多相催化剂，或者负载型铂催化剂(如pt/sio2、pt/al2o3)，通过甲苯和氢气反应制取苯，其反应温度通常在480℃-590℃，压力范围为40bar-60bar。由于加氢脱烷基化过程是放热的，该反应也可以在较低的温度下进行，但是
技术实现思路
1、针对上述技术现状，本专利技术人经过大量实验探索后发现负载型碱金属氢化物可作为芳烃加氢脱烷基化反应催化剂，并且在温和条件下具备高催化活性与高稳定性。
2、所述负载型碱金属氢化物中，碱金属氢化物负载在载体上。
3、所述载体包括碳材料、二维材料、氧化物等。其中，碳材料不限，包括石墨烯、碳纳米管、纳米金刚石等中的一种或者几种；二维材料不限，包括六方氮化硼，石墨相氮化碳(g-c3n4)，二维过渡金属碳/氮化物(即，二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物，记作mxene)等中的一种或者几种；氧化物不限，包括氧化镁、氧化硅、稀土氧化物等中的一种或者几种。
4、所述碱金属氢化物不限，包括氢化锂(lih)、氢化钠(nah)、氢化钾(kh)、氢化铷(rbh)、氢化铯(csh)等中的一种或者几种。
5、所述负载型碱金属氢化物中，碱金属氢化物的质量百分含量优选为1％-50％，更优选为10％-50％。
6、所述负载型碱金属氢化物中，载体的质量百分含量优选为50％-99％，更优选为50％-90％。
7、所述负载型碱金属氢化物作为芳烃加氢脱烷基化反应的催化剂时，催化剂活性成分为碱金属氢化物。
8、所述负载型碱金属氢化物的制备方法不限，可以通过如下方法制备得到：
9、将碱金属与载体在高压反应釜中混合，h2加压至1bar-100bar、加热至100℃-300℃进行反应而得到。
10、作为优选，所述载体首先在氮气中焙烧。焙烧温度优选为200℃-1200℃。
11、所述芳烃加氢脱烷基化反应中，芳烃不限，优选为c8-c10芳烃，例如邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、连三甲苯、偏三甲苯、乙苯、正丙苯、异丙苯、乙基甲苯、间乙基甲苯、正丙基甲苯、异丙基甲苯、对异丙基甲苯、萘、四氢化萘、二甲基乙基苯、连四甲苯、偏四甲苯、均四甲苯、1-甲基丙基苯、丁基苯、二乙苯中的一种或几种的混合物。
12、所述芳烃加氢脱烷基化反应在高压反应釜中进行，将底物芳烃和催化剂加入高压反应釜中，加入一定体积的溶剂，在h2加压以及一定反应温度条件下芳烃发生脱烷基反应，得到反应产物。所述溶剂不限，包括正辛烷、正戊烷、正己烷等中的一种或几种的混合物。
13、所述反应产物为甲苯、苯以及其他反应产物，该其他反应产物根据底物不同而不同。以均三甲苯为例，连续的加氢脱烷基化反应过程如下：
14、
15、利用气相色谱-质谱仪(gc-ms)对所述芳烃加氢脱烷基化反应中芳烃反应物和反应产物进行在线定性和定量分析，得到所述芳烃加氢脱烷基化反应的转化率与各反应产物的产率，所述转化率与各反应产物的产率定义如下：
16、转化率＝(已反应的底物摩尔数/底物初始摩尔数)×100％
17、某反应产物的产率＝(生成的该反应产物的摩尔数/底物初始摩尔数)×100％
18、本专利技术中，可以通过调节h2压力、反应温度、反应时间、负载型碱金属氢化物中碱金属氢化物的质量百分含量、负载型碱金属氢化物与芳烃的摩尔比中的一种或者几种调节所述芳烃加氢脱烷基化反应的转化率和/或反应产物的产率。
19、作为优选，所述h2加压至1bar-80bar。
20、作为优选，反应温度为150℃-300℃，进一步优选为200℃-250℃.
21、作为优选，反应时间为1h-20h。
22、作为优选，催化剂中碱金属氢化物与芳烃的摩尔量之比为1:100-1:1，进一步优选为1:10-1:1。
23、本专利技术中，芳烃即为芳香烃。
24、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
25、(1)本专利技术发现负载型碱金属氢化物可作为芳烃加氢脱烷基化反应的催化剂，归因于碱金属氢化物具有很强的给电子能力，通过电子从碱金属(li、na、k、rb、cs等)转移到芳烃分子的未占据反键p-pπ*轨道上这一单电子转移方式产生自由基阴离子中间体，该自由基可在与芳香族化合物的反应中起作用，并引发自由基链反应。并且，该催化剂可在较温和条件下催化碳碳键的断裂，且碱金属高丰度、低价格的特性有利于降低催化剂的制备成本；
26、(2)本专利技术可通过调节h2压力、反应温度、反应时间、负载型碱金属氢化物中碱金属氢化物的质量百分含量、负载型碱金属氢化物与芳烃的摩尔比中的一种或者几种调节所述芳烃加氢脱烷基化反应的转化率和/或反应产物的产率；
27、(3)本专利技术能够在150℃-250℃实现多种芳烃的加氢脱烷基化反应，并且能够在200℃-250℃实现c8-c10芳烃的加氢脱烷基化反应的转化率高于45％，甚至可以高于50％，该温度低于目前工业上所应用工艺的反应温度，大大降低了能耗，并且兼具高活性、高选择性；
28、(4)本专利技术负载型碱金属氢化物作为芳烃加氢脱烷基化反应的催化剂后可回收重复使用，并且不影响催化活性；
29、(5)本专利技术负载型碱金属氢化物作为芳烃加氢脱烷基化反应的催化剂时，催化剂活性成分为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.负载型碱金属氢化物作为芳烃加氢脱烷基化反应催化剂的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述负载型碱金属氢化物中，碱金属氢化物负载在载体上；
3.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述碱金属氢化物包括氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化铷、氢化铯中的一种或者几种。
4.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述负载型碱金属氢化物中，碱金属氢化物的质量百分含量为1％-50％，载体的质量百分含量为50％-99％。
5.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述负载型碱金属氢化物的制备方法包括，将碱金属与载体在高压反应釜中混合，H2加压至1bar-100bar、加热至100℃-300℃进行反应而得到；
6.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述芳烃为C8-C10芳烃；
7.如权利要求1所述的应用，其特征是：将底物芳烃和所述催化剂加入高压反应釜中，加入溶剂，在H2加压以及一定反应温度条件下芳烃发生脱烷基反应，得到反应产物；
8.如权利要求7所述的应用，其特征是：通过调节H2压力、反应温度、反应时间、所述负载型
9.如权利要求7所述的应用，其特征是：所述反应温度为150℃-300℃，进一步优选为200℃-250℃；
10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的应用，其特征是：反应温度为200℃-250℃，C8-C10芳烃加氢脱烷基化反应的转化率高于45％，优选高于50％。
...【技术特征摘要】
1.负载型碱金属氢化物作为芳烃加氢脱烷基化反应催化剂的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述负载型碱金属氢化物中，碱金属氢化物负载在载体上；
3.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述碱金属氢化物包括氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化铷、氢化铯中的一种或者几种。
4.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述负载型碱金属氢化物中，碱金属氢化物的质量百分含量为1％-50％，载体的质量百分含量为50％-99％。
5.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述负载型碱金属氢化物的制备方法包括，将碱金属与载体在高压反应釜中混合，h2加压至1bar-100bar、加热至100℃-300℃进行反应而得到；
6.如权利要求1所述的应用，其特征是：所述芳烃为c8-c1...
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