球磨晶種誘導制備絲光沸石及其烷基轉(zhuǎn)移反應性能

江興惠, 張 春, 王學瑞, 韓 浩, 顧學紅

(南京工業(yè)大學 化工學院 材料化學工程國家重點實驗室, 江蘇 南京 211816)

1 前 言

對二甲苯(para-xylene, PX)是生產(chǎn)聚酯、合成纖維等大宗化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料。2018 年，我國PX 產(chǎn)能為每年1230 萬噸，消費量則達每年2600 萬噸。據(jù)預測，到2026 年我國PX 總需求量將達3200 萬噸[1]。工業(yè)上，為了提高 PX 產(chǎn)率，石腦油重整產(chǎn)物芳烴間通常需要相互轉(zhuǎn)化。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移反應能最大限度地利用重整產(chǎn)物中的過剩芳烴，是普遍采用的PX 增產(chǎn)技術(shù)單元[2]。

絲光沸石(mordenite, MOR)是工業(yè)烷基轉(zhuǎn)移反應的常用催化劑，為提高其活性及穩(wěn)定性，研究者不斷探索其制備和改性方法[3-4]。Szakacs 等[5]將Ni-MOR 催化劑用于甲苯與1,2,4-三甲苯(1,2,4-TMB)烷基轉(zhuǎn)移反應，催化穩(wěn)定性明顯提高。Almulla 等[6]采用Pt-MOR 雙功能催化劑進行甲苯與1,2,4-TMB 烷基轉(zhuǎn)移反應，初始原料轉(zhuǎn)化率提高了20%，但常壓條件下催化劑快速失活。目前報道的相關(guān)反應均是高壓操作，不但能耗較高，反應同時還要引入H2與結(jié)焦前體反應以延緩催化劑失活，帶來了安全隱患。

研制常壓條件下高活性和穩(wěn)定性的MOR 分子篩，可顯著降低烷基轉(zhuǎn)移反應能耗、保證生產(chǎn)安全性。研究表明，通過改變催化劑顆粒尺寸可以提高分子篩催化性能[7]。但是，小尺寸顆粒合成周期長、制備方法復雜，且分子篩結(jié)晶度無法得到保障[8]。分子篩合成過程中，運用機械化學方法可調(diào)節(jié)其尺寸及催化活性，縮短合成時間[9-10]。Yousefi 等[11]對分子篩合成凝膠進行球磨預處理，提高了成核中心的分散性，獲得了均勻的小顆粒X 型沸石?！?br>