CN104437594A - 低磨耗甲醇制芳烃流化床催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲醇制芳烃的流化床催化剂及其制备方法,主要解决现有催化剂磨耗大的技术问题。本发明通过采用以重量百分比计包含以下组分:1)20.0~55.0%的高岭土;2)10.0~25.0%的粘结剂;3)0.2~15.0%的磷氧化物;4)0.1~10.0%的金属元素氧化物;5)25.0~60.0%的ZSM-5分子筛,其中磷氧化物在配制催化剂喷雾干燥所用浆液的过程中加入的催化剂及其制备方法的技术方案,较好地解决了该问题,可用于甲醇制芳烃的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于甲醇转化制芳烃的流化床催化剂及其制备方法和用途,特别是新型ZSM-5分子筛催化剂和其制备方法与用途。
背景技术
甲醇是一种重要的有机化工原料,应用广泛,来源丰富,除了从生物质中获取外,煤或天然气也是生产甲醇的重要原料,我国已建成投产多套以天然气、煤炭为原料生产甲醇的装置,甲醇产量逐年加大。对于我国甲醇项目的规划和建设情况,尽管各种统计资料存在差异,但一致的结论是在未来较短时间内,甲醇的产能将远远超过实际需求。开展甲醇转化技术研究,为我国甲醇找到一条现实可行的出路,对于甲醇工业的发展具有十分重要的意义。
事实上,甲醇可以转化得到石油化工过程的大部分基础原料,如三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),也可以得到汽油、柴油等马达燃料。美国UOP公司和挪威Norsk Hydro公司合作开发了甲醇转化制烯烃(MTO)技术,在运行90多天的过程中,甲醇转化率始终接近100%,乙烯和丙烯的选择性分别为55(mol)%和27(mol)%,而且可以灵活调节乙烯和丙烯之间的比例(工业催化,2001,9(4):3~8)。德国鲁奇公司开发了甲醇制丙烯(MTP)技术(专利WO2004/018089),其工艺原理是利用改性的ZSM-5系列催化剂和固定床反应器,丙烯单程选择性为35~40%左右,重组分返回反应器,可使丙烯收率达到70%。Exxon-Mobil公司开发了MTG(甲醇转化制汽油)技术和MOGD(甲醇转化制汽柴油),其中Mobil公司开发的MTG技术曾在新西兰建设了年产57万吨汽油的商业装置,并成功运转了10年时间。国内大连化物所开发了DMTO(甲醇转化制烯烃,包括乙烯和丙烯)技术,形成了自主知识产权(ZL99127143)。山西煤化所开发了甲醇转化制芳烃(MTA)的技术,在适当的工艺条件下,采用改性分子筛催化剂,液态烃产品中芳烃总含量可以达到70%以上(CN 1880288A)。现有甲醇转化技术中,产品结构单一,比如甲醇制丙烯技术,只能得到丙烯,而不能联产芳烃;甲醇制芳烃技术,只能得到芳烃,又不能增产丙烯,原料利用率不高。
ZSM-5分子筛由于其独特的孔道结构和良好的催化性能,而在众多催化反应中得到广泛应用。但是这种微孔分子筛对较大的分子存在扩散限制,对涉及大分子的吸附、催化应用中具有一定的局限性。1992年,Mobil公司的研究人员首次合成出了M41S系列介孔硅酸盐和铝酸盐分子筛,孔道大小为1.5~10纳米。这些有序性介孔材料的合成,大大拓宽了原有微孔分子筛的孔径范围。但是,由于介孔分子筛的孔壁处于无定型状态,因此,介孔分子筛的水热稳定性和酸性与晶体结构的微孔沸石相比较低,这限制了其直接作为催化剂使用,通常将其作为载体或进一步修饰后才可直接使用。Holland等(B.T.Holland, L.Abrams, A. Stein. J. Am. Chem. Soc, 1999,121,4308~4309)用紧密堆积的聚苯乙烯球为固体模板,向其中加入硅源和铝源,在一定条件下晶化形成沸石结构后除去固体模板的方法得到了多级孔道ZSM-5沸石,但这种方法需要解决聚苯乙烯球的玻璃态温度问题,导致了合成过程的繁琐,而且目前还没有办法解决这个问题。由此看出,分子筛的结构和形貌对其扩散性能具有很大的影响,所以改善微孔ZSM-5分子筛的结构和形貌是研究者们一直努力的方向。
作为基础有机化工原料,我国85%以上的芳烃都是通过石油路线生产。一方面,我国石油和天然气资源十分短缺,导致芳烃的生产成本日益上升;另一方面,我国煤炭资源相对丰富,大量煤基甲醇的产能正在寻找出路。因此,甲醇制芳烃是一条非常有前景的技术路线。
由于甲醇芳构化制芳烃是一个强放热反应。从理论上计算,甲醇每转化生成1mol苯,大约要释放164kJ的热量,因此反应过程中需要及时移出反应放热。同时,该反应的目标产物芳烃和反应中间物烯烃,均为积碳的前躯体,在高温下容易聚合、结焦生成分子量更大的芳香化合物,最后形成积碳,这将导致催化剂快速失活。基于以上两点,采用流化床技术来实现甲醇制芳烃将是一个较好地选择。然而,流化床技术也有一个致命的缺点,那就是催化剂在反应和再生过程中容易发生破损,常常需要补加新鲜催化剂,这无疑增加了生产成本。因此,如何选择适当的技术,在保证催化剂具有较高的反应活性和产物选择性的同时,降低流化床催化剂的磨耗具有重大意义。
CN 201110191576.7报道了一种MTO流化床催化剂及其制备方法。其制备过程主要是以硅溶胶作为粘结剂,然后通过添加少量含铝化合物,在不改变催化剂酸性的条件下,能提高催化剂的耐磨性能,所得催化剂的磨损指数小于2.0。其所用的含铝化合物包括铝溶胶、拟薄水铝石、活性三氧化二铝、水合氯化铝和水合三氧化二铝。
CN 200780041945.6报道了一种FCC催化剂的制备方法。其制备方法包含将沸石、粘土、和聚合氯化铝的含水浆液料经过喷雾干燥、随后煅烧。其中聚合氯化铝也称羟基氯化铝,氧氯化铝或碱式氯化铝,典型的通式为[Al2(OH)yCl6-y]x,其中x至少为1,y为约1至5的化合物。通过添加聚合氯化铝,催化剂的抗磨损性能大大提高。但是由于聚合氯化铝中的氯离子会残留于催化剂中而影响催化剂的反应性能。
US 4946814报道了一种提高FCC催化剂抗磨损性能的方法。即首先配制硅铝粘结剂,然后加入基体材料(如高岭土)和分子筛配制成浆料,最后再加入含F的阴离子表面活性剂以提高所得催化剂的抗磨损性能。但是由于采用的表面活性剂价格较昂贵以及F离子的存在,对环境影响较大,不利于工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有甲醇转化制丙烯和芳烃反应的催化剂稳定性差、丙烯和芳烃收率低的问题,提供一种新的甲醇转化制丙烯和芳烃的催化剂,该催化剂用于甲醇转化制丙烯和芳烃反应时,具有催化剂稳定性高、产物丙烯和芳烃收率高,催化剂磨耗低的优点。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的甲醇转化制丙烯和芳烃催化剂的制备方法。该方法具有原料成本低,制备工艺简单易行的特点。
本发明所要解决的技术问题之三是现有甲醇转化制丙烯和芳烃反应的催化剂稳定性差、丙烯和芳烃收率不高的问题,提供一种新的甲醇转化制丙烯和芳烃的方法。该方法用于甲醇转化制丙烯和芳烃反应时,具有催化剂稳定性高、产物丙烯和芳烃收率高的特点。
为解决上述技术问题之一,本发明采用的技术方案如下:一种甲醇制芳烃的流化床催化剂,以重量百分比计,包含以下组分:
1)20.0~55.0%的高岭土;
2)10.0~25.0%的粘结剂;
3)0.2~15.0%的磷氧化物;
4)0.1~10.0%的金属元素氧化物;
5)25.0~60.0%的ZSM-5分子筛;
金属元素氧化物选自氧化锌、氧化银、氧化镓、氧化铬、氧化钴或者氧化镧中的至少一种;粘结剂选自铝溶胶、拟薄水铝石或酸化氧化铝中的至少一种;磷氧化物的前驱体选自磷酸或含磷的盐类,包括磷酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、磷酸铝、磷酸氢铝或磷酸二氢铝中的至少一种。
上述技术方案中,优选的技术方案为,磷氧化物在配制催化剂喷雾干燥所用浆液的过程中加入。优选的技术方案为,ZSM-5分子筛的硅铝原子比Si/Al为10~100、型状指数为3~100的ZSM-5分子筛,其中型状指数定义为分子筛晶体三维方向上最长边和最短边长度的比值。优选的技术方案为,ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为50~80,分子筛的型状指数为5~80。
优选的技术方案为,以催化剂重量百分比计,ZSM-5分子筛的含量为30~50%,金属氧化物的含量为0.1~2%。优选的技术方案为,催化剂中还含有以催化剂重量百分比计0.1~2%的Ca、Mg、B、Al、Si、P中的至少一种元素或其氧化物。
优选的技术方案,催化剂还采用以重量百分比计0.1~2%的Ca、Mg、B、Al、Si、P中的至少一种元素进行修饰。
为了解决上述技术问题之二,本发明采用的技术方案如下:甲醇制芳烃的流化床催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)称取一定量的粘结剂、高岭土、ZSM-5分子筛溶于水中,加入占固体总质量0.1~5.0%的磷氧化物前驱体,采用胶体磨强烈混合10~60分钟制成催化剂喷雾干燥所用浆液;
2)将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,将微球在500~650℃焙烧2~8h成型;
3)通过浸渍法在成型的高岭土微球上负载金属元素,最后通过80~120℃干燥8~24h,500~650℃焙烧2~8h制得甲醇制芳烃的流化床催化剂。
上述技术方案中,优选的技术方案为,磷氧化物的前驱体在配置喷雾干燥所用浆液的过程中加入,浆液中固含量为10~50%。
优选的技术方案为,浆液中固含量为40~50%。
为了解决上述技术问题之三,本发明采用的技术方案如下:一种甲醇制芳烃的方法,以甲醇为原料,在反应温度为300~600℃,反应压力0.01~1MPa,甲醇重量空速为0.1~8h-1,水/甲醇重量比为0~5的条件下,原料通过催化剂床层与上述任意一种催化剂接触,反应生成以芳烃为主的产物。
上述技术方案中,优选的技术方案为,反应装置的操作温度为350~600℃,操作压力为0.02~1MPa,甲醇重量空速为0.2~8h-1,水/甲醇重量比为0.1~4;更优选的技术方案为,反应装置的操作温度为350~500℃,操作压力为0.02~0.5MPa,甲醇重量空速为0.2~6h-1,水/甲醇重量比为0.5~4。
具有一定型状指数的ZSM-5分子筛采用水热法合成:以四丙基溴化胺或四丙基氢氧化铵为模板剂,硝酸铝或硫酸铝为铝源,水玻璃或正硅酸乙酯为硅源,先将原料充分水解,再转移到不锈钢高压釜内,在适当的矿化度及碱度、水热条件下,控制分子筛晶体的生长方向,80~200℃晶化30~100小时,按不同的原料配比,可以得到硅铝摩尔比(SiO2/Al2O3)为50~800、型状指数为5~80的ZSM-5分子筛。型状指数的测定采用扫描电镜或透射电镜。
目前,由甲醇转化制丙烯和芳烃反应中存在催化剂稳定性不高、丙烯和芳烃收率偏低的问题,这主要是由于所用ZSM-5分子筛晶粒形貌单一,扩散性能较差,当反应中间物或产物分子通过时,容易在其中产生滞留,使进入孔道内的反应物分子不易扩散出来而造成不需要的深度副反应,逐渐聚集结焦,堵塞分子筛孔道,从而使催化剂活性大大降低,最终导致催化剂失活。我们采用具有一定型状指数的ZSM-5分子筛解决了这个问题,产物在分子筛孔道内迅速扩散,大分子产物结焦程度明显降低,催化剂稳定性明显提高。
采用过渡金属氧化物进行修饰,进一步提高了产物丙烯和芳烃的选择性。本发明甲醇转化制丙烯和芳烃的催化剂有效克服了现有技术中催化剂稳定性差、丙烯和芳烃收率低的缺点,通过优化反应条件,丙烯和芳烃的收率可同时达到30%以上,催化剂稳定性超过300小时,本发明由于在配置喷雾干燥所用浆液的过程中引入磷氧化物的前驱体,降低了浆液的粘度,因此提高了浆液的固含量,提高了催化剂生产效率。同时通过引入磷氧化物的前驱体,制备得到的催化剂抗磨损性能有了大幅度提高。采用ASTM D5757-95的方法测定表明,本发明制备得到的催化剂4h的磨耗小于1%,取得了较好的技术效果。
在以下的实施例中,催化剂的磨耗采用标准ASTM D5757-95方法进行测定。具体步骤为,将50g催化剂装入磨耗测定装置中,流速为10L/min的空气通过加湿后,通过底部有三个小孔的磨损管,对催化剂进行反复吹扫。磨损脱除的细粉通过磨损管上方特定的粉末过滤收集装置收集。持续吹扫一小时,对收集的细粉称重;然后更换新的粉末收集装置,继续吹扫4h,并称量吹出的细粉重量,并根据公式计算催化剂磨耗。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
1) 称取160g水,12g浓磷酸,混合均匀后加入180g铝溶胶、120g高岭土和100g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合20min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在600℃焙烧4h成型。
3) 取150g成型的微球,以硝酸锌溶液为浸渍液,采用浸渍法负载锌元素,最后经过120℃干燥10h,600℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂A,所得催化剂中锌元素的含量为3.0%。
【实施例2】
与实施例1的不同之处在于,浆液配制过程中,浓磷酸的加入量为3.0g,其余步骤与实施例1相同,得到催化剂B。
【实施例3】
1) 称取210g水,5g磷酸铵,2g磷酸溶解均匀,加入160g铝溶胶,100g高岭土,110g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合30min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在650℃焙烧2h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载1.5%的金属元素镓。100℃干燥16h,580℃被烧8h得到甲醇制芳烃流化床催化剂C。
【实施例4】
1) 称取160g水,20g拟薄水铝石和10g浓硝酸,打浆15分钟后,加入7.5g磷酸二氢铵与30g水配成的溶液,再加入120g铝溶胶,120g高岭土和120g ZSM-5分子筛,继续打浆50分钟得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在580℃焙烧6h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载4.0%的金属元素铜。100℃干燥12h,600℃被烧5h得到甲醇制芳烃流化床催化剂D。
【实施例5】
1) 称取370g水,往里加入100g由磷酸和氢氧化铝配成的溶液(以质量分数计P2O5占30%,Al2O3占7.0%),继续加入110g高岭土,100g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合60min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在620℃焙烧6h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载4.0%的金属元素锌。120℃干燥8h,620℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂E。
【实施例6】
1) 称取128g水,6g磷酸铵,混合均匀后加入180g铝溶胶、120g高岭土和80g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合15min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在600℃焙烧4h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载2.0%的金属元素镧,最后经过120℃干燥10h,600℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂F。
【实施例7】
1) 称取400g水,86g磷酸二氢铝,混合均匀后加入80g高岭土和120g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合60min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在590℃焙烧5h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载2.0%的金属元素钴,最后经过110℃干燥16h,600℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂G。
【对比例1】
与实施例1做对比,制备浆液过程中不加入磷酸。
1) 称取160g水,加入180g铝溶胶、120g高岭土和100g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合20min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在600℃焙烧4h成型。
3) 取150g成型的微球,以硝酸锌溶液为浸渍液,采用浸渍法负载金属元素锌,最后经过120℃干燥10h,600℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂H,所得催化剂中锌元素的含量为3.0%。
【对比例2】
与实施例5做比较,制备浆液过程中不加入由磷酸和氢氧化铝配成的溶液,而用铝溶胶代替。
1) 称取440g水,180g铝溶胶,继续加入110g高岭土,100g ZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合60min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在620℃焙烧6h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载4.0%的金属元素锌。120℃干燥8h,620℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂I。
各个催化剂的磨耗测定结果列于表1。
表1
实施例 | 催化剂 | 磷氧化物前驱体 | 浆液固含量/ % | 催化剂4h磨耗/ % |
实施例1 | A | 磷酸 | 45 | 1.4 |
实施例2 | B | 磷酸 | 45 | 2.0 |
实施例3 | C | 磷酸+磷酸铵 | 40 | 1.7 |
实施例4 | D | 磷酸二氢铵 | 42 | 1.7 |
实施例5 | E | 磷酸 | 30 | 1.5 |
实施例6 | F | 磷酸铵 | 48 | 2.6 |
实施例7 | G | 磷酸二氢铝 | 36 | 1.9 |
对比例1 | H | / | 45 | 5.5 |
对比例2 | I | / | 30 | 4.1 |
本发明所制备的催化剂在固定流化床反应器上进行性能评价,实验条件为:催化剂用量120g,反应温度430℃,反应压力常压,质量空速1.0 h-1,结果列于表2,其中BTX代表分别代表苯、甲苯和二甲苯。
表2
【实施例8】
以四丙基溴化铵为模板剂,硝酸铝为铝源,硅溶胶为硅源,首先将原料按摩尔比SiO2/Al2O3=200;OH-/SiO2=0.3;R/SiO2=0.5;H2O/SiO2=40的比例混合,室温下水解完全,装入不锈钢反应釜,在水热条件下,控制分子筛晶体的生长方向,100℃晶化60小时,得到硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为200、型状指数为50的NaZSM-5分子筛。。在80℃5%硫酸溶液中交换三次,烘干后于550℃马弗炉中焙烧8小时,得到HZSM-5分子筛催化剂
1) 称取370g水,往里加入100g由磷酸和氢氧化铝配成的溶液(以质量分数计P2O5占30%,Al2O3占7.0%),继续加入110g高岭土,100g 型状指数为50的HZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合60min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在620℃焙烧6h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载4.0%的金属元素锌。120℃干燥8h,620℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂
【实施例9】
以四丙基氢氧化铵为模板剂,硫酸铝为铝源,水玻璃为硅源,原料按摩尔比SiO2/Al2O3=500;OH-/SiO2=0.05;R/SiO2=1.5;H2O/SiO2=10的比例混合,采用实施例1中所述方法,80℃晶化100小时,得到硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为50、型状指数为3的NaZSM-5分子筛。在80℃5%硫酸溶液中交换三次,烘干后于550℃马弗炉中焙烧8小时,得到HZSM-5分子筛催化剂
1) 称取160g水,12g浓磷酸,混合均匀后加入180g铝溶胶、120g高岭土和100g型状指数为3的HZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合20min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在600℃焙烧4h成型。
3) 取150g成型的微球,以硝酸锌溶液为浸渍液,采用浸渍法负载锌元素,最后经过120℃干燥10h,600℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂A,所得催化剂中锌元素的含量为3.0%。
【实施例10】
以四丙基氢氧化铵和氨水为模板剂,铝酸钠为铝源,硅溶胶为硅源,原料按摩尔比SiO2/Al2O3=300;OH-/SiO2=0.08;R/SiO2=0.5;H2O/SiO2=20的比例混合,采用实施例1中所述方法,180℃晶化40小时,得到硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为300、型状指数为60的NaZSM-5分子筛。在80℃5%硫酸溶液中交换三次,烘干后于550℃马弗炉中焙烧8小时,得到HZSM-5分子筛催化剂
1) 称取128g水,6g磷酸铵,混合均匀后加入180g铝溶胶、120g高岭土和80g型状指数为60的HZSM-5分子筛,采用胶体磨强烈混合15min得到喷雾干燥所需浆液。
2) 将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,在600℃焙烧4h成型。
3) 取150g成型的微球,采用浸渍法负载2.0%的金属元素镧,最后经过120℃干燥10h,600℃被烧4h得到甲醇制芳烃流化床催化剂。
【实施例11~13】
对【实施例8-10】制备的催化剂进行了甲醇转化制芳烃反应活性评价,考察所用的工艺条件为:温度为380℃,操作压力为0.05MPa,甲醇重量空速为0.2h-1,水/甲醇重量比为0.5。芳构化反应装置的操作温度为450℃,操作压力为0.5MPa。考评结果如表3所示,丙烯和芳烃同时获得较高的收率。
表3
Claims (10)
1.一种甲醇制芳烃的流化床催化剂,以重量百分比计,包含以下组分:
1)20.0~55.0%的高岭土;
2)10.0~25.0%的粘结剂;
3)0.2~15.0%的磷氧化物;
4)0.1~10.0%的金属元素氧化物;
5)25.0~60.0%的ZSM-5分子筛;
金属元素氧化物选自氧化锌、氧化银、氧化镓、氧化铬、氧化钴或者氧化镧中的至少一种;粘结剂选自铝溶胶、拟薄水铝石或酸化氧化铝中的至少一种;磷氧化物的前驱体选自磷酸或含磷的盐类,包括磷酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、磷酸铝、磷酸氢铝或磷酸二氢铝中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的甲醇制芳烃的流化床催化剂,其特征在于其中磷氧化物在配制催化剂喷雾干燥所用浆液的过程中加入。
3.根据权利要求1所述的甲醇制芳烃的流化床催化剂,其特征在于ZSM-5分子筛的硅铝原子比Si/Al为10~100、型状指数为3~100的ZSM-5分子筛,其中型状指数定义为分子筛晶体三维方向上最长边和最短边长度的比值。
4.根据权利要求3所述的甲醇转化制丙烯和芳烃的催化剂,其特征在于ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为50~80,分子筛的型状指数为5~80。
5.根据权利要求1所述的甲醇转化制丙烯和芳烃的催化剂,其特征在于以催化剂重量百分比计,ZSM-5分子筛的含量为30~50%,金属氧化物的含量为0.1~2%。
6.根据权利要求1所述的甲醇转化制丙烯和芳烃的催化剂, 其特征在于催化剂中还含有以催化剂重量百分比计0.1~2%的Ca、Mg、B、Al、Si、P中的至少一种元素或其氧化物。
7.权利要求1所述的甲醇制芳烃的流化床催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)称取一定量的粘结剂、高岭土、ZSM-5分子筛溶于水中,加入占固体总质量0.1~5.0%的磷氧化物前驱体,采用胶体磨强烈混合10~60分钟制成催化剂喷雾干燥所用浆液;
2)将所得浆液经过喷雾干燥制成20~200μm的微球,将微球在500~650℃焙烧2~8h成型;
3)通过浸渍法在成型的高岭土微球上负载金属元素,最后通过80~120℃干燥8~24h,500~650℃焙烧2~8h制得甲醇制芳烃的流化床催化剂。
8.根据权利要求7所述的甲醇制芳烃的流化床催化剂的制备方法,其特征在于磷氧化物的前驱体在配置喷雾干燥所用浆液的过程中加入,浆液中固含量为10~50%。
9.根据权利要求7所述甲醇制芳烃的流化床催化剂的制备方法,其特征在于浆液中固含量为40~50%。
10.一种甲醇制芳烃的方法,以甲醇为原料,在反应温度为300~600℃,反应压力0.01~1MPa,甲醇重量空速为0.1~8h-1,水/甲醇重量比为0~5的条件下,原料通过催化剂床层与权利要求1~6中任意一种催化剂接触,反应生成以芳烃为主的产物。
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