專利名稱：一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑及應(yīng)用方法
一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甲醇制備烯烴的催化生產(chǎn)技術(shù)，特別是一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑及應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
低碳烯烴作為基本的工業(yè)原料，在現(xiàn)代石油化工產(chǎn)業(yè)中起著舉足輕重的作用。尤其是乙烯和丙烯，作為重要的有機(jī)化工原料，其需求量也將在未來有大幅增加。目前，大部分低碳烯烴均由石油加工而得。對于石油而言，短期存在價格上漲和供應(yīng)不穩(wěn)定問題，長期則資源儲量有限，易造成石油危機(jī)的問題。因此尋找一種新的工藝路線制取低碳烯烴成為當(dāng)今石油化工產(chǎn)業(yè)中的一個重要課題，而由甲醇制烯烴(MTO)是最有希望替代石油路線的新工藝。對于這樣一個新的工藝路線，尋找一種合適的催化劑一直是各大石油公司研究的執(zhí)占。美國碳化合物公司(UCC)在美國專利US4440871中報道了使用硅鋁磷系列分子篩 (SAPO-n)可以實現(xiàn)甲醇的高效轉(zhuǎn)化，其中SAP0-34表現(xiàn)出較佳的MTO活性。但由于SAP0-34 分子篩特殊的孔道結(jié)構(gòu)和中強(qiáng)酸性，其在MTO轉(zhuǎn)化過程中面臨失活快、壽命短的問題。為了提高SAP0-34在MTO過程中的壽命，研究者在調(diào)整其酸性方面進(jìn)行了大量的研究。中國專利CN1167654A公開了用Cu、Co、Ni和Ca等金屬元素改性的SAP0-34分子篩，該分子篩能較大的提高乙烯的選擇性，但同時也產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物甲烷。中國專利CN1683079A公開了 Si 改性的SAP0-34分子篩，其MTO催化活性有了明顯的提高，但固定床連續(xù)反應(yīng)的壽命僅為6 個小時。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑， 該催化劑可降低硅鋁磷分子篩的酸性，提高催化劑的壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑，由磷、氧、鋁和硅組成，其結(jié)構(gòu)類型為AEI 或CHA，且具有規(guī)則的三維八圓環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，孔徑大小為0. 38X0. 38nm。所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑為A1P0-18或A1P0-34沸石分子篩。一種所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑的應(yīng)用方法，包括下述步驟1)將該催化劑放入不銹鋼固定床反應(yīng)器的中部；2)向上述反應(yīng)器內(nèi)通入載氣N2,達(dá)到反應(yīng)溫度后穩(wěn)定半小時；3)將水和甲醇用進(jìn)樣泵送到反應(yīng)器頂部的預(yù)熱器內(nèi)并與載氣混合后通入催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)，即可制得產(chǎn)物；4)產(chǎn)物用氣相色譜在線分析。所述催化劑的用量為0. l-100g。所述水和甲醇的重量比為0-2.0 1。
所述催化反應(yīng)的工藝條件為反應(yīng)溫度350-500°C、反應(yīng)壓力l-5mPa、甲醇的重時空速(WHSV)為 1. 0-10. Or10本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果該催化劑酸性較低，穩(wěn)定性較好，不進(jìn)行任何改性處理，直接用焙燒后的催化劑原粉反應(yīng)便可得到較高的反應(yīng)活性，由于采用含有微量硅元素的A1P0-34做為甲醇制烯烴的催化劑，其酸性與SAP0-34相比，大大的減弱，但甲醇制烯烴的性能卻明顯的提高，催化劑在固定床上連續(xù)反應(yīng)的壽命可達(dá)10小時以上；該催化劑工藝簡單、易于制備且成本低廉，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
具體實施方式
實施例1:本發(fā)明所述催化劑是通過利用含有少量硅雜質(zhì)的擬薄水鋁石作為鋁源合成而得， 具體合成方法為水熱法；催化劑的焙燒溫度為550-700°C、焙燒時間為4-6h。通過上述方法分別制得A1P0-18和A1P0-34。X-射線粉末衍射證實該類催化劑為純凈的A1P0-18和A1P0-34。元素分析表明微量硅元素順利的進(jìn)入分子篩中，1H固體核磁結(jié)果表明該類分子篩具有微弱的Bransted酸性。具體理化性質(zhì)見表1。表1樣品的物理化學(xué)性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑，其特征在于由磷、氧、鋁和硅組成，其結(jié)構(gòu)類型為AEI或CHA，且具有規(guī)則的三維八圓環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，孔徑大小為0. 38X0. 38nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑，其特征在于所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑為A1P0-18或A1P0-34沸石分子篩。
3.—種如權(quán)利要求1所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑的應(yīng)用方法，其特征在于包括下述步驟1)將該催化劑放入不銹鋼固定床反應(yīng)器的中部；2)向上述反應(yīng)器內(nèi)通入載氣N2,達(dá)到反應(yīng)溫度后穩(wěn)定半小時；3)將水和甲醇用進(jìn)樣泵送到反應(yīng)器頂部的預(yù)熱器內(nèi)并與載氣混合后通入催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)，即可制得產(chǎn)物；4)產(chǎn)物用氣相色譜在線分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述催化劑的用量為0. l-100g。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述水和甲醇的重量比為0-2. 0 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述催化反應(yīng)的工藝條件為反應(yīng)溫度350-500°C、反應(yīng)壓力l-5mPa、甲醇的重時空速(WHSV) 為 1. 0-10. OtT1。
全文摘要
一種用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴的催化劑，由磷、氧、鋁和硅組成，其結(jié)構(gòu)類型為AEI或CHA，且具有規(guī)則的三維八圓環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，孔徑大小為0.38×0.38nm；通過采用含有硅雜質(zhì)的鋁源作為原料水熱法合成AlPO-18和AlPO-34分子篩；該催化劑用于甲醇轉(zhuǎn)化制備烯烴。本發(fā)明的優(yōu)點是該催化劑酸性較低，穩(wěn)定性較好，不進(jìn)行任何改性處理，直接用焙燒后的催化劑原粉反應(yīng)便可得到較高的反應(yīng)活性，由于采用含有微量硅元素的AlPO-34做為甲醇制烯烴的催化劑，其酸性與SAPO-34相比，大大的減弱，但性能卻明顯的提高，催化劑在固定床上連續(xù)反應(yīng)的壽命可達(dá)10小時以上；該催化劑易于制備且成本低廉，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號C07C11/04GK102380414SQ20111022696
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者關(guān)乃佳, 戴衛(wèi)理, 李蘭冬, 武光軍 申請人:南開大學(xué)