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一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法

文檔序號:4927217閱讀:221來源:國知局
一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法,該方法的步驟是先γ-Al2O3顆粒放置于酸性溶液中浸泡預(yù)處理,然后在高溫下用預(yù)處理好的γ-Al2O3固載AlCl3,制得一種能連續(xù)、高效地處理甲基氯硅烷副產(chǎn)物的固體酸催化劑。本發(fā)明的優(yōu)點是一方面克服了三氯化鋁的強腐蝕性、難分離以及對環(huán)境污染大的缺點,另一方面制的催化劑對甲基氯硅烷副產(chǎn)物歧化反應(yīng)表現(xiàn)出高效性、高穩(wěn)定性且催化劑的有良好再生性,可較大程度上降低的生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑的制備方法,尤其涉及一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在化學(xué)、石油工業(yè)和制藥工業(yè)中,三氯化鋁是被廣泛應(yīng)用的重要催化劑之一,這是因為其在烷基化、?;?、烷烴異構(gòu)化、裂解和聚合等方面表現(xiàn)良好的催化效果。但是由于它的強腐蝕性、難分離以及對環(huán)境污染較大等缺點,其使用范圍越來越受限制。如何將它變成高效且對環(huán)境友好的催化劑,是科研工作者一直追尋的目標。
[0003]USP4929800 (1900)報道,將 AlCl3 溶解于 CC14、CH3Cl 或 CH2Cl2 等溶劑中,在加入SiO2或者Al2O3等載體,可制得烷烴異構(gòu)化活性很高的催化劑。
[0004]蔡天錫等(CN1324690A)提出將高純度Y-Al2O3與CCl4在400-650°C下生成AlCl3,并由N2載到裝有雙孔Y -Al2O3反應(yīng)器中,在25(T400°C下固載生成對C4混合烴中的異丁烯選擇低聚表現(xiàn)出高活性、高低聚性和高穩(wěn)定性的催化劑。
[0005]CN101559378A指出將納米二氧化硅為載體,將AlCl3蒸汽在200-500°C與納米二氧化硅進行反應(yīng),制備出一種與AlCl3粉末相似的固體酸催化劑。
[0006]CN 1631533A提出以活性炭為載體負載AlCl3制備固體酸催化劑在甲基氯硅烷反應(yīng)中表優(yōu)良的催化性能。
[0007]CN 102921436A報道一種改性的AlCl3/Y-Al2O3催化劑清潔的制備,且此催化劑在I一癸烯的齊聚反應(yīng)表現(xiàn)良好的催化效果,但是在催化劑的固載過程是以甲苯為溶劑,這在一定程度上限制其在工業(yè)上的生產(chǎn)。
[0008]雖然現(xiàn)有專利選用不同載體對固載AlCl3的固體酸催化劑制備報道的較多,但是關(guān)于催化劑的穩(wěn)定性與再生性卻未見說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提出一種三氯化鋁固體酸催化劑的制備方法以及所負載催化劑在有機硅領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0010]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
AlCl3固載Y-Al2O3固體酸催化劑的制備方法如下:
1)Y-Al2O3的預(yù)處理
室溫下,將10-200g Y -Al2O3顆粒放置于硫酸溶液或鹽酸溶液中浸泡2-48小時,真空干燥后,在100-800°C下高溫煅燒2-24小時,降溫后密封保存;
2)AlCl3 固載 Y -Al2O3
在固定床反應(yīng)器內(nèi),加入10-50g的無水AlCl3,然后加入預(yù)處理后的Y -Al2O3,在200-400°C下固載1-12小時,然后在N2保護下或真空狀態(tài)下降至室溫,最后密封保存。
[0011]用于固載AlCl3的Y-Al2O3,具有粒徑小、比表面積大、分散性好、以及表面羥基較多等方面性能,其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:
直徑(mm)3-8
比表面積(≤m2/g)300
孔容積(≤cm3/g)0.38
堆積密度(g/ml)0.70 ±0.02
磨耗率((wt%)0.1
抗壓強度(≤N)120-180
甲基氯硅烷副產(chǎn)物主要是CH3SiCl3與(CH3)3 SiCl,低沸物。其中低沸的質(zhì)量組成如下:(CH3)4Si 為 16.7%, (CH3)2 HSiCl 為 32.0%, CH3HSiCl2 為 28.0%,其他組分為 23.3%。
[0012]本發(fā)明克服了三氯化鋁的強腐蝕性、難分離以及對環(huán)境污染大的缺點,另一方面制的催化劑對甲基氯硅烷副產(chǎn)物歧化反應(yīng)表現(xiàn)出高效性、高穩(wěn)定性且催化劑的有良好再生性,可較大程度上降低的生產(chǎn)成本,且催化劑的制備方法工藝簡單、固載效果好。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
1)催化劑的制備工藝簡單,可節(jié)省時間和生產(chǎn)成本;
2)催化效果好,催化甲基氯硅烷副產(chǎn)物的歧化反應(yīng)時,(CH3)2SiCl2的收率可達50%以
上;
3)催化劑穩(wěn)定性較高,催化劑失效后能快速的再生,較大程度上降低了催化劑的生產(chǎn)成本,可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。
[0014]
具體實施例
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明,本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。
[0016]實施例1
1)Y-Al2O3的預(yù)處理
室溫下,將10 g Y-Al2O3顆粒放置于IM的硫酸溶液中浸泡2小時,真空干燥后,在100°C下高溫煅燒2小時,降溫后密封保存;
2)AlCl3 固載 Y -Al2O3
在固定床反應(yīng)器內(nèi),加入IOg的無水AlCl3,然后加入預(yù)處理后的^41203,在2001:下固載I小時,然后在N2保護下或真空狀態(tài)下降至室溫,最后密封保存。
[0017]在固定床反應(yīng)器中加入制備好的固載化催化劑100g,反應(yīng)原料為CH3SiCl3與(CH3)3 SiCl,反應(yīng)溫度為 150-400°C,反應(yīng)壓力為 0.Ι-l.0Mpa,反應(yīng)物 CH3SiCl3 與(CH3)3SiCl進料比為1:10-1,反應(yīng)后產(chǎn)物用氣相色譜進行定量分析,(CH3)2SiCl2的質(zhì)量分數(shù)為60%。
[0018]實施例2
1)Y-Al2O3的預(yù)處理
室溫下,將200g Y -Al2O3顆粒放置于IM的鹽酸溶液中浸泡48小時,真空干燥后,在800°C下高溫煅燒24小時,降溫后密封保存;
2)AlCl3 固載 Y -Al2O3
在固定床反應(yīng)器內(nèi),加入50g的無水AlCl3,然后加入預(yù)處理后的Y -Al2O3,在400°C下固載12小時,然后在N2保護下或真空狀態(tài)下降至室溫,最后密封保存。
[0019]在固定床反應(yīng)器中加入制備好的固載化催化劑100g,反應(yīng)原料為CH3SiCl3與(CH3)3 SiCl,反應(yīng)溫度為 150-400°C,反應(yīng)壓力為 0.Ι-l.0Mpa,反應(yīng)物 CH3SiCl3 與(CH3)3SiCl進料比為1:10-1,反應(yīng)后用氣相色譜進行定量分析,(CH3)2SiCl2的質(zhì)量分數(shù)為66%。
[0020]實施例3
1)Y-Al2O3的預(yù)處理
將100g Y -Al2O3在IM的鹽酸溶液中浸潰8小時,真空干燥后在500°C下高溫煅燒8小時,降溫后S封保存;
2)AlCl3 固載 Y -Al2O3
在固定床反應(yīng)器的底部先加入15g無水三氯化鋁,再加入預(yù)處理后的Y-Al2O3載體,250°C下保持12小時,在真空狀態(tài)下,降至室溫后將催化劑取出密封保存?zhèn)溆谩?br> [0021]在固定床反應(yīng)器中加入制備好的固載化催化劑100g,反應(yīng)原料為CH3SiCl3與(CH3)3 SiCl,反應(yīng)溫度為 150-400°C,反應(yīng)壓力為 0.Ι-l.0Mpa,反應(yīng)物 CH3SiCl3 與(CH3)3SiCl進料比為1:10-1,反應(yīng)后用氣相色譜進行定量分析,(CH3)2SiCl2的質(zhì)量分數(shù)為69%。
[0022]實施例4
反應(yīng)原料為CH3S iCl3與低沸物,CH3SiCl3與低沸物的進料比為1:10-1,其余同實施例3,反應(yīng)后用氣相色譜進行定量分析,(CH3)2SiCl2的質(zhì)量分數(shù)為51.5%。
[0023]對比例I
CN 1631533A的中國專利公開了用于合成甲基氯硅烷的固體酸催化劑的制備方法,具體如下:在500ml三口燒瓶中,依次加入12.5%的AlCl3無水乙醇溶液200ml,活性炭載體100g,在氮氣保護和攪拌狀態(tài)下,78°C下連續(xù)加熱回流反應(yīng)4h,自然冷卻到室溫,樣品經(jīng)過濾、洗滌處理后,在120°C下干燥6h,然后置于馬弗爐中于450-500°C下焙燒4h。將50g催化劑與石英沙混合稀釋后裝到不銹鋼316L固定床固定床反應(yīng)器中,控制預(yù)熱器溫度100°C,反應(yīng)器溫度320 °C,常壓操作,反應(yīng)原料中CH3SiCl3與(CH3)3SiCl的摩爾比為1:1,反應(yīng)物液體體積空速為1.5 h—1,記錄反應(yīng)過程中不同時間的產(chǎn)物中(CH3)2SiCl2的質(zhì)量分數(shù)。
[0024]
試驗例1:催化劑的穩(wěn)定性和再生性考察 I)催化劑的穩(wěn)定性考察
以CH3SiCl3、(CH3)3SiCl為原料,分別考察實施例1,2,3催化劑的穩(wěn)定性,即記錄實施例1-3中不同反應(yīng)時間內(nèi)產(chǎn)物中(CH3)2SiCl2的質(zhì)量分數(shù),結(jié)果見表1,進而分析各催化劑的
穩(wěn)定性。
[0025]表1 催化劑的穩(wěn)定性考察
【權(quán)利要求】
1.一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法,其特征在于:包括如下步驟: 1)Y-Al2O3的預(yù)處理 室溫下,將Y-Al2O3顆粒放置于酸性溶液中浸泡,真空干燥后,高溫煅燒2-24小時,降溫后S封保存;
2)AlCl3 固載 Y -Al2O3 在固定床反應(yīng)器內(nèi),加入無水AlCl3,然后加入預(yù)處理后的Y -Al2O3,固載1-12小時,然后在N2保護下或真空狀態(tài)下降至室溫,最后密封保存。
2.一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法,其特征在于:包括如下步驟: 1)Y-Al2O3的預(yù)處理 室溫下,將10-200g Y -Al2O3顆粒放置于IM硫酸溶液或IM鹽酸溶液中浸泡2_48小時,真空干燥后,在100-800°C下高溫煅燒2-24小時,降溫后密封保存;
2)AlCl3 固載 Y -Al2O3 在固定床反應(yīng)器內(nèi),加入10-50g的無水AlCl3,然后加入預(yù)處理后的Y -Al2O3,在200-400°C下固載1-12小時,然后在N2保護下或真空狀態(tài)下降至室溫,最后密封保存。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法,其特征在于:用于固載AlCl3的Y-Al2O其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下: 直徑(mm)3-8 ; 比表面積(≥ m2/g)300 ; 孔容積(≥cm3/g)0.38 ; 堆積密度(g/ml)0.70 ±0.02; 磨耗率(≤wt%)0.1 ; 抗壓強度(≥N)120-180。
4.如權(quán)利要求2所述一種用于甲基氯硅烷歧化的催化劑的制備方法,其特征在于:催化劑再生的條件為:在0-500°C下用N2吹掃活化12h后,加入5-20g的無水三氯化鋁粉末,250°C下保持12小時,在真空狀態(tài)下,降至室溫后備用。
【文檔編號】B01J27/10GK103691458SQ201310734104
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】周俊, 劉達波, 謝謀證 申請人:藍星化工新材料股份有限公司江西星火有機硅廠
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