本發(fā)明涉及一種用于2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于化工。
背景技術(shù)：
1、采用稀土金屬對(duì)mcm-22分子篩進(jìn)行離子交換改性的方法提升了分子篩對(duì)2-甲基萘(2-mn)的轉(zhuǎn)化率和烷基化反應(yīng)穩(wěn)定性，但其催化2-mn與甲醇烷基化反應(yīng)后二甲基萘(dmn)選擇性和σ2,6-dmn的收率低，限制了2,6-二甲基萘工業(yè)化應(yīng)用與生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑及其制備方法與應(yīng)用，該催化劑能夠提高2-mn轉(zhuǎn)化率和2,6-dmn選擇性。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑的制備方法，其包括以下步驟：
3、將mcm-22分子篩原粉加入到濃度為0.01-5mol/l的稀土金屬水溶液中進(jìn)行離子交換，然后經(jīng)過過濾、洗滌后干燥、焙燒，得到稀土金屬改性的mcm-22分子篩；將稀土金屬改性的mcm-22分子篩進(jìn)行水熱老化處理，得到所述催化劑；其中：所述mcm-22分子篩與稀土金屬水溶液的固液比為1：5-20(g：ml)，所述水熱老化是采用水蒸氣進(jìn)行的，水熱老化的溫度為300-700℃、時(shí)間為1-10小時(shí)。
4、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，所述離子交換的溫度為50-90℃，時(shí)間為5-10h。
5、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，所述焙燒的溫度為300-600℃，時(shí)間為5-10h。
6、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，所述稀土金屬包括鑭、鈧、釔、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑中的一種或兩種以上的組合。
7、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，在進(jìn)行水熱老化之前，對(duì)所述稀土金屬改性的mcm-22分子篩進(jìn)行活化，所述活化是以5-30℃/min的速率加熱至200-400℃，活化1-4小時(shí)。
8、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，所述水熱老化過程是將稀土金屬改性的mcm-22分子篩放置在水熱老化裝置的反應(yīng)管中，將10％-100％的水蒸氣以0.1-1mpa的壓力、1-10ml/h的速率引入至反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行水熱老化。
9、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，所述制備方法還包括以下步驟：將水熱老化后的分子篩依次加入粘合劑、成型助擠劑以及膠溶劑進(jìn)行捏合，用成型機(jī)反復(fù)擠出三次，使其混合均勻，將所得條形催化劑在室溫下晾干，120℃干燥后550℃焙燒4h，冷卻至室溫，研碎至合適顆粒大小，得到所述用于2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑。
10、本發(fā)明還提供了一種2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑，其是采用上述催化劑的制備方法制備的。
11、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，以質(zhì)量百分比計(jì)，該催化劑包含以下組分：mcm-22分子篩70-99.99％，稀土金屬0.01-30％，優(yōu)選地，稀土金屬0.01-2％。
12、本發(fā)明還提供了一種2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的方法，其是由上述催化劑進(jìn)行的。
13、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，本發(fā)明提供的2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的方法包括以下步驟：
14、將所述催化劑裝入固定床反應(yīng)器中，在氮?dú)鈿夥罩?，?00-500℃原位活化預(yù)處理5-10h；
15、將2-甲基萘、甲醇與溶劑混合，得到原料液；其中，甲醇與2-甲基萘的摩爾比為0.5-4，2-甲基萘與(2-甲基萘+溶劑)的質(zhì)量比為0.1-1；所述溶劑為甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯中的一種或幾種；
16、將原料液引入反應(yīng)器中與催化劑床層接觸反應(yīng)生成包含2,6-二甲基萘的產(chǎn)物；其中，反應(yīng)溫度為300-500℃；以2-甲基萘的質(zhì)量空速計(jì)，原料液進(jìn)料質(zhì)量空速為0.2-6.0h-1；反應(yīng)壓力為0-10mpa。
17、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
18、mcm-22分子篩表面酸中心數(shù)量多、酸強(qiáng)度大導(dǎo)致的初始活性過高進(jìn)而導(dǎo)致催化劑上積碳速率過快影響穩(wěn)定性的問題，針對(duì)此改性后又會(huì)出現(xiàn)dmn選擇性和σ2,6-dmn(1,5-dmn+1,6-dmn+2,6-dmn)收率低的問題。本發(fā)明通過水熱老化改性方法進(jìn)一步降低分子篩酸性，保證分子篩晶相結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，以提高其對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯高于現(xiàn)階段同領(lǐng)域文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果，具有顯著的創(chuàng)新性和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
1.一種用于2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑的制備方法，其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述離子交換的溫度為50-90℃，時(shí)間為5-10h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述焙燒的溫度為300-600℃，時(shí)間為5-10h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，所述稀土金屬包括鑭、鈧、釔、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑中的一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述水熱老化過程是將稀土金屬改性的mcm-22分子篩放置在水熱老化裝置的反應(yīng)管中，將10％-100％的水蒸氣以0.1-1mpa的壓力、1-10ml/h的速率引入至反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行水熱老化。
6.一種用于2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的催化劑，其是采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法制備的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑，其中，以質(zhì)量百分比計(jì)，該催化劑包含以下組分：mcm-22分子篩70-99.99％，稀土金屬0.01-30％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑，其中，該催化劑的si/al原子比為1-600：1；比表面積為140-700m2/g；孔體積為0.02-1.5cm3/g。
9.一種2-甲基萘烷基化制備2,6-二甲基萘的方法，其是采用權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的催化劑進(jìn)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其包括以下步驟：