在90-120°C條件下烘干,再在500-600°C條件下焙燒,將ZSM-5沸 石分子篩與常規(guī)成型劑粘結(jié)劑、田箐粉、檸檬酸、硝酸中的一種或幾種混捏擠條成型,在添 加常規(guī)成型劑的同時還可添加 Ηβ分子篩與水,Ηβ分子篩的Si02/Al2〇3摩爾比為20-60:1,優(yōu) 選為30-50:1,Ηβ分子篩也是具有增加穩(wěn)定性的作用,因此本發(fā)明創(chuàng)造性的添加了此類型分 子篩。
[0016] 值得注意的在于,混捏成型步驟中的各組分的添加量以質(zhì)量份數(shù)計為,經(jīng)上述步 驟處理過的ZSM-5沸石分子篩35-80份,Ηβ分子篩10-45份,粘結(jié)劑15-30份,田箐粉2-5份,檸 檬酸2-5份,硝酸2-5份,水30-60份,更優(yōu)的用量為:經(jīng)上述步驟處理過的ZSM-5沸石分子篩 50-70份,Ηβ分子篩20-35份,粘結(jié)劑20-25份,田箐粉3-4份,檸檬酸3-4份,硝酸3-4份,水40-50份;粘結(jié)劑的添加可以使得催化劑粘結(jié)后的強度得到保證,其中粘結(jié)劑可選擇SB粉、擬薄 水鋁石、硅溶膠中的一種或幾種,田箐粉除了具有一定的粘結(jié)效果,由于分子篩成型后粒子 間存在擴散效應(yīng),還可以提供擴散的孔道,硝酸使得催化劑成型時的粘度得到保證,檸檬酸 則可以使得催化劑成型時的表面更加光滑,這幾種助劑雖然均屬于常規(guī)物質(zhì),但是這些物 質(zhì)的添加是發(fā)明人通過實踐挑選出并優(yōu)化了具體添加量,只有每個物質(zhì)均在適當?shù)姆秶鷥?nèi) 添加才能制備出較優(yōu)的催化劑,也更加能保證催化劑的性能,因此在添加這些常規(guī)成型劑 時不僅要注意添加的類型也更加需要注意添加量,比如粘結(jié)劑、ZSM-5沸石分子篩以及Ηβ分 子篩加量會比較大,因為其是構(gòu)建催化劑骨架結(jié)構(gòu)所必不可少的成分,但是檸檬酸、硝酸以 及田箐粉只是為了提高催化劑某方面的性能,所以加量相對小一些,在添加時要充分注意 各個組分的配比合理性。
[0017] 混捏擠條成型的形狀可以為條形、球形、三葉草型或四葉草型,成型后先于室溫靜 置24h以上,再在120°C的條件下烘干,500-550°C焙燒5-6h,用改性元素進行處理,改性元素 可以選擇磷、鎵、鋅、鐵元素中的一種或幾種元素,具體操作時是采用含改性元素的溶液等 體積浸漬焙燒過后的催化劑,再室溫靜置18_36h,優(yōu)選20-26h,然后在80-150°C,優(yōu)選90-120°C的條件下烘干,最后400-600°C,優(yōu)選500-550°C下焙燒3-6h,優(yōu)選4-6h,改性后可進行 最后的活化步驟。
[0018] 活化步驟具體包括:將催化劑進行水蒸氣處理6-7h,溫度控制在600-700°C,水蒸 氣質(zhì)量空速為0.5-31Γ1,得到本發(fā)明的甲醇制芳烴催化劑。催化劑進行應(yīng)用時,將催化劑裝 入反應(yīng)器中,在壓力0.5-2.5MPa,反應(yīng)溫度350-450 °C條件下,原料以質(zhì)量空速為0.6-5. Oh 一1 下進入反應(yīng)器進行反應(yīng),對反應(yīng)產(chǎn)物進行分離,液相烴即為產(chǎn)品混和芳烴。反應(yīng)器可以為固 定床、流化床或者移動床。
[0019] 由上述催化劑的制備方法制備出的催化劑,催化劑活性高,烴選擇性好,單程壽命 長。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
[0021] (1)本發(fā)明實施例的甲醇制芳烴催化劑,具有催化劑活性高,烴選擇性好,單程壽 命長的優(yōu)點,而且催化劑制備工藝簡單,操作方便,能夠很好的保留加入的每個組分的有效 成分,堿處理后的分子篩的結(jié)晶度損失?。?br>[0022] (2)本發(fā)明的堿處理步驟,正是通過對堿處理的溫度、時間、分子篩與堿的質(zhì)量比、 堿濃度、堿的種類和分子篩的種類等指標的控制,使得整個堿處理的步驟更加標準化,操作 更完整,給后續(xù)操作了可參考的操作步驟,這種堿處理方法值得廣泛推廣應(yīng)用,為穩(wěn)定催化 劑的方法填補了技術(shù)空白,這種堿處理的工藝操作步驟也尚屬本領(lǐng)域首創(chuàng);
[0023] (3)本發(fā)明除了增加了堿處理環(huán)節(jié),對交換處理、改性處理等步驟均作了相應(yīng)的改 進,使得整個催化劑的制備方法更加容易操作,制備出的催化劑性能更佳,催化反應(yīng)時芳烴 的選擇性好,各個工藝指標均得到相應(yīng)的優(yōu)化。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會 理解,下列實施例僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體 條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為 可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0025] 實施例1
[0026]甲醇制芳烴的催化劑的制備方法如下:
[0027] 1)在NaOH溶液濃度為0.2mol/L,固液質(zhì)量比1:5,溫度60-80°C,時間2-6h的條件下 對ZSM-5分子篩進行NaOH處理,之后采用蒸餾水洗滌3-5次,得到經(jīng)過NaOH處理后的沸石分 子篩原粉待用;
[0028] 2)Na0H處理后的ZSM-5分子篩原粉在NH4NO3濃度為0.8-1.5mol/L,溫度60-80°C,固 液比為1:(6-10),時間2-411的條件下進行冊4如3交換,重復交換2-4次后,在90-120°(:下烘 干,再在500-600 °C下焙燒;
[0029] 3)按下述配方將上述步驟處理后的ZSM-5沸石分子篩35g與邢分子篩10g,粘結(jié)劑 15g,田箐粉2g,檸檬酸2g和硝酸2g、水60g混捏擠條成型,于室溫下靜置24h,100-120°C下烘 干,500-550 °C下焙燒5h,得到催化劑;
[0030] 4)將步驟3)中焙燒好的催化劑用改性元素進行處理,用含磷元素的溶液浸泡焙燒 后的催化劑,室溫靜置18_36h,在80-150 °C下烘干,再在400-600 °C條件下焙燒3-6h;
[0031] 5)最后將催化劑進行水蒸氣活化處理,條件為:溫度600°C,水蒸氣質(zhì)量空速0.5-31Γ1,處理6h,即得到甲醇制芳烴催化劑。
[0032] 實施例2
[0033]甲醇制芳烴的催化劑的制備方法如下:
[0034] 1)在1(0田容液濃度為0.4111〇1/1,固液質(zhì)量比1:7,溫度70-75°(:,時間4-511的條件下 對ZSM-5分子篩進行KOH處理,ZSM-5沸石分子篩的Si02/Al2〇3摩爾比為38:1,之后采用蒸餾 水洗滌3-5次,得到經(jīng)過KOH處理后的沸石分子篩原粉待用;
[0035] 2)K0H處理后的ZSM-5分子篩原粉在NH4NO3濃度為0.8-1.5mol/L,溫度60-80°C,固 液比為1:(6-10),時間2-411的條件下進行冊4如3交換,重復交換2-4次后,在90-120°(:下烘 干,再在500-600 °C下焙燒;
[0036] 3)按下述配方將上述步驟處理后的ZSM-5沸石分子篩80g與Ηβ分子篩45g,SB粉 30g,田箐粉5g,檸檬酸5g和硝酸5g、水30g混捏擠條成型,其中Ηβ分子篩的SiO2Al2O 3摩爾比 為20:1,于室溫下靜置24h,100-120 °C下烘干,500-550 °C下焙燒5h,得到催化劑;
[0037] 4)將步驟3)中焙燒好的催化劑用改性元素進行處理,用含磷鎵、鋅元素的溶液浸 泡焙燒后的催化劑,室溫靜置18_36h,在80-150 °C下烘干,再在400-600 °C條件下焙燒3-6h;
[0038] 5)最后將催化劑進行水蒸氣活化處理,條件為:溫度700°C,水蒸氣質(zhì)量空速0.5-31Γ1,處理7h,即得到甲醇制芳烴催化劑。
[0039] 實施例3
[0040]甲醇制芳烴的催化劑的制備方法如下:
[0041 ] 1)在NaOH溶液濃度為0 · 5mol/L,固液質(zhì)量比1:9,溫度70-75 °C,時間4-5h的條件下 對ZSM-5分子篩進行NaOH處理,ZSM-5沸石分子篩的Si〇2/Al2〇3摩爾比為120:1,之后米用蒸 餾水洗滌3-5次,得到經(jīng)過NaOH處理后的沸石分子篩原粉待用;
[0042] 2)Na0H處理后的ZSM-5分子篩原粉在NH4NO3濃度為0.8-1.5mol/L,溫度60-80°C,固 液比為1:(6