甲醇转化制丙烯催化剂及其制备方法与流程

文档序号:12147636阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种甲醇转化制丙烯的催化剂,以重量百分比计包括以下组分:

a)90~100%硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为100~1000的ZSM-5分子筛;

b)0.05~3%的硼或铝元素;

c)0~5%的稀土元素;

其中催化剂的比表面积为250~700米2/克,总孔容为0.1~2毫升/克,孔直径<2纳米的孔容占总孔容的20~80%,孔直径2~50纳米的孔容占总孔容的15~60%,孔直径>50纳米的孔容占总孔容的5~50%。

2.根据权利要求1所述甲醇转化制丙烯的催化剂,其特征在于ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为200~800。

3.根据权利要求1所述甲醇转化制丙烯的催化剂,其特征在于催化剂的比表面积为300~650米2/克,总孔容为0.2~1.5毫升/克,孔直径<2纳米的孔容占总孔容的30~75%,孔直径2~50纳米的孔容占总孔容的20~50%,孔直径>50纳米的孔容占总孔容的5~40%。

4.根据权利要求1所述甲醇转化制丙烯的催化剂,其特征在于催化剂的比表面积为320~600米2/克,总孔容为0.2~1.5毫升/克,孔直径<2纳米的孔容占总孔容的30~70%,孔直径2~50纳米的孔容占总孔容的20~40%,孔直径>50纳米的孔容占总孔容的5~30%。

5.根据权利要求1所述甲醇转化制丙烯的催化剂,其特征在于硼选自硼酸或硼酸钠,铝选自硝酸铝、硫酸铝或氯化铝中的至少一种,以催化剂重量百分比计,硼或铝元素的含量为0.1~2%。

6.根据权利要求1所述甲醇转化制丙烯的催化剂,其特征在于稀土元素选自La、Ce、Pr、Nd中的至少一种,以催化剂重量百分比计,稀土元素的含量为0.5~3%。

7.权利要求1所述甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法,包括以下步骤:

a)以四丙基溴化铵或四丙基氢氧化铵中至少一种为模板剂,硝酸铝、硫酸铝或铝酸钠为铝源,水玻璃、硅溶胶或正硅酸乙酯为硅源,以纳米、亚微米或微米的碳粉、淀粉或高分子聚合物为硬模板剂;原料中有机胺模板剂、铝源、硅源、碱、水的摩尔比为:NH4+:Al2O3:SiO2:OH-:H2O=0.1~0.6:0.001~0.01:1:0.1~0.4:10~25,硬模板含量为原料总重量的0.5~5%;

将上述原料混合搅拌后转移到高压釜内,在80~200℃晶化30~100小时,将合成产物水洗、干燥,于600℃焙烧后得到具有多级孔道结构的ZSM-5分子筛原粉,即催化剂前体I;

b)以成型焙烧后的催化剂重量计,将20~80%上述催化剂前体I、2~20%的铝的化合物和10~80%的氧化硅混捏成型,于80~120℃干燥5~10小时,然后在500~600℃下焙烧4~8小时,得到催化剂前体II;

c)将催化剂前体II置于含有选自氨水、乙二胺、三乙胺、正丁胺、己二胺、四丙基溴化铵或四丙基氢氧化铵中至少一种模板剂蒸气中,在130~200℃晶化20~200小时后,得到甲醇转化制丙烯的无粘结剂催化剂前体III;

d)催化剂前体III在80~90℃下与5~10重量%的铵盐水溶液进行交换,洗涤、干燥后,于500~600℃下焙烧4~8小时,得到甲醇转化制丙烯的无粘结剂催化剂前体IV;

e)将所需量的硼或铝源溶于水中制成溶液,将步骤d)得到的成型物在上述溶液中浸渍12~48小时,在60~100℃干燥后于450~600℃焙烧即得甲醇转化制丙烯的无粘结剂催化剂前体V;

f)将所需量的稀土硝酸盐溶于水中制成溶液,将步骤e)得到的催化剂前体V在所述稀土溶液中浸渍12~48小时,在60~100℃干燥后于450~600℃焙烧得到所需甲醇转化制丙烯的无粘结剂分子筛催化剂。

8.根据权利要求7所述甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法,其特征在于高分子聚合物选自聚乙二醇、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚己内酰胺纤维、聚碳酸酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素钠中至少一种;碳粉、淀粉、高分子聚合物硬模板含量为原料总重量的1~4%。

9.根据权利要求7所述甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法,其特征在于,原料中有机胺模板剂、铝源、硅源、碱、水的摩尔比为:NH4+:Al2O3:SiO2:OH-:H2O=0.1~0.6:0.005~0.01:1:0.1~0.3:10~20,硬模板含量为原料总重量的0.5~3%。

10.根据权利要求9所述甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法,其特征在于,以成型焙烧后的催化剂重量计,将20~80%上述催化剂前体I、2~10%的铝的化合物和10~70%的氧化硅混捏成型,于80~120℃干燥5~10小时,然后在550~600℃下焙烧4~6小时,得到催化剂前体II。

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