苯酚邻位甲基化催化剂、其制备方法及利用其催化合成苯酚邻位甲基化化合物的方法_2

文档序号:9207211阅读:来源:国知局
合。
[0038] 在本实施方式中,搅拌的时间为0. 5~5小时。优选的,搅拌的时间为2小时。
[0039] S140、将上述混合液过滤,得到滤饼。
[0040] S150、将上述滤饼洗涤、干燥、焙烧,得到催化剂。
[0041] 其中,催化剂为含有铁、硅、镁、铈、钾的复合氧化物催化剂。该复合氧化物催化剂 中,铁、硅、镁、铈、钾之间的摩尔比为 1:0. 〇l~〇. 05:0. 01~0. 05:0. 01~0. 05:0. 01~0. 05。
[0042] 在本实施方式中,洗涤的方法具体为:先用水洗涤再用乙醇洗涤。
[0043] 优选的,先用水洗涤5次,再用乙醇洗涤将水置换出来。
[0044] 干燥的方法具体为:在100°C~180 °C微波烘干。焙烧的条件具体为:在 550°C~650°C焙烧15~25小时。优选的,在600°C焙烧20小时。
[0045] 在本实施方式中,上述苯酚邻位甲基化催化剂的制备方法,在步骤S150后还包括 以下步骤: 将上述催化剂研细后压片。
[0046] 具体的,上述压片的条件为:30kg压力下成型5_X3mm圆形颗粒片。
[0047] 上述苯酚邻位甲基化催化剂具有10nm~100nm的微观结构,可承受I. 51T1以上的质 量空速,运行2000小时左右催化剂仍具有良好活性,寿命长,且不含重金属,绿色环保。
[0048] 一种利用苯酚邻位甲基化催化剂催化合成苯酚邻位甲基化化合物的方法,包括以 下步骤: 将苯酚、甲醇和水的混合溶液气化后与载气混合,在催化剂的作用下,进行气相烷基化 反应,得到苯酚邻位甲基化化合物。
[0049] 其中,催化剂为含有铁、硅、镁、铈、钾的复合氧化物催化剂。该复合氧化物催化剂 中,铁、硅、镁、铈、钾之间的摩尔比为 1:0. 〇l~〇. 05:0. 01~0. 05:0. 01~0. 05:0. 01~0. 05。
[0050] 在本实施方式中,载气为氮气,载气流量为25ml/min。
[0051] 以下为具体实施例。
[0052] 实施例1 将Imol硝酸铁、0.Olmol硅溶胶、0.Olmol硝酸镁、0.Olmol硝酸铈和0.Olmol硝酸钾混 合,得到第一溶液。
[0053] 将2g聚乙二醇和200ml氨水混合,得到第二溶液。其中,聚乙二醇的质量为催化 剂质量的5%,氨水中氨为5mol。
[0054] 在超声波作用下,将上述第一溶液和第二溶液混合、搅拌2小时,得到混合液。将 该混合液过滤,得到滤饼。将滤饼用水洗涤5次后,用乙醇洗涤将水置换出来,然后微波烘 干,在600°C焙烧20小时,得到催化剂,该催化剂可以表示为:FeSiatllMgaCllCe aCllKat^
[0055] 将上述催化剂研细、压片,TEM显示该催化剂具有如图2所示的10nm~100nm的微 观结构图。
[0056] 将实施例1制备的催化剂FeSiacilMgacilCe acilKatll用于催化合成邻甲酚:将Imol苯 酚、3mol甲醇和Imol水的混合溶液气化后与载气混合,在该催化剂的作用下,进行气相烷 基化反应,其中,反应温度为320°C,常压、质量空速为3.Oh'载气流速为25mL/min,催化剂 单程稳定运行2000小时,苯酚平均转化率为50. 51%,邻甲酚平均选择性为90. 08%。
[0057] 将实施例1制备的催化剂FeSiacilMgacilCeacilK atll用于催化合成2, 6-二甲酚:将 Imol苯酷、5mol甲醇和Imol水的混合溶液气化后与载气混合,在该催化剂的作用下,进 行气相烷基化反应,其中,反应温度为350°C,常压、质量空速为I.Oh'载气流速为25mL/ min,催化剂单程稳定运行2000小时,苯酚平均转化率为99. 90%,2, 6-二甲酚平均选择性为 98. 23%〇
[0058] 对比例1 将Imol硝酸铁、0.Olmol硅溶胶、0.Olmol硝酸镁、0.Olmol硝酸铈和0.Olmol硝酸钾混 合,得到第一溶液。
[0059] 将8g聚乙二醇和200ml氨水混合,得到第二溶液。其中,聚义二醇的质量为催化 剂质量的5%,氨水中氨为5mol。
[0060] 在超声波作用下,将上述第一溶液和第二溶液混合、搅拌2小时,得到混合液。将 该混合液过滤,得到滤饼。将滤饼用水洗涤5次后,用乙醇洗涤将水置换出来,然后KKTC烘 箱干燥,在600°C焙烧20小时,得到对比例1的催化剂。
[0061] 将对比例1的催化剂研细、压片,TEM显示该催化剂具有如图6所示的微观结构图。
[0062] 从图2和图6可以看出,使用烘箱干燥的催化剂的晶粒大小要大于使用微波烘干 的催化剂,说明微波烘干的催化剂分散效果要优于烘箱干燥的催化剂。
[0063] 实施例1的催化剂与对比例1的催化剂的物理结构和催化性能的比较见下表。
[0064] 表1微波法和烘箱干燥法制备的催化剂的比较
条件:苯酚:甲醇:水=1 :5 :1 ;反应温度320°C_350°C;质量空速: 3. 0IT1;压力:常压;氮气流:10mL?min 由表1可以看出:使用微波干燥的催化剂的比表面积、孔容和催化活性均大于使用烘 箱干燥的催化剂。
[0065] 实施例2 将Imol硝酸铁、0. 05mol硅溶胶、0. 05mol硝酸镁、0. 05mol硝酸铈和0. 05mol硝酸钾混 合,得到第一溶液。
[0066] 将40g聚乙二醇和200ml氨水混合,得到第二溶液。其中,聚义二醇的质量为催化 剂质量的25%,氨水中氨为IOmol。
[0067] 在超声波作用下,将上述第一溶液和第二溶液混合、搅拌2小时,得到混合液。将 该混合液过滤,得到滤饼。将滤饼用水洗涤5次后,用乙醇洗涤将水置换出来,然后微波烘 干,在650°C焙烧25小时,得到催化剂,该催化剂可以表示为:FeSiaJgaJea
[0068] 将上述催化剂研细、压片,TEM显示该催化剂具有如图3所示的10nm~100nm的微 观结构图。
[0069] 将实施例2制备的催化剂FeSiaci5Mgaci5CeacilKatl5用于催化合成邻甲酚:将Imol苯 酚、3mol甲醇和Imol水的混合溶液气化后与载气混合,在该催化剂的作用下,进行气相烷 基化反应,其中,反应温度为320°C,常压、质量空速为3.Otf\载气流速为25mL/min,催化剂 单程稳定运行2000小时,苯酚平均转化率为45. 56%,邻甲酚平均选择性为93. 08%。
[0070] 将实施例2制备的催化剂FeSiaci5Mgaci5Ceaci5Katl5用于催化合成2, 6-二甲酚:将 Imol苯酷、5mol甲醇和Imol水的混合溶液气化后与载气混合,在该催化剂的作用下,进 行气相烷基化反应,其中,反应温度为350°C,常压、质量空速为I. 2h'载气流速为25mL/ min,催化剂单程稳定运行2000小时,苯酚平均转化率为99. 93%,2, 6-二甲酚平均选择性为 88.00%〇
[0071] 实施例3 将Imol硝酸铁、0.Olmol硅溶胶、0.Olmol硝酸镁、0.Olmol硝酸铈和0.Olmol硝酸钾混 合,得到第一溶液。
[0072] 将8g聚乙二醇和200ml氨水混合,得到第二溶液。其中,聚义二醇的质量为催化 剂质量的5%,氨水中氨为5mol。
[0073] 在超声波作用下,将上述第一溶液和第二溶液混合、搅拌2小时,得到混合液。将 该混合液过滤,得到滤饼。将滤饼用水洗涤5次后,用乙醇洗涤将水置换出来,然后微波烘 干,在550°C焙烧15小时,得到催化剂,该催化剂可以表示为:FeSiatllMgaCllCe aCllKat^
[0074] 将上述催化剂研细、压片,TEM显示该催化剂具有如图4所示的10nm~100nm的微 观结构图。
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