CN105013529A - 一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，先在球磨机内的球磨罐内装入直径分别为10mm和6mm的两种小球；再将磷酸硅铝催化剂原粉和脱盐水按质量比为1:0.5～1:1加入球磨罐内进行球磨；球磨结束后，将罐内浆液和小球通过筛网分离后，用脱盐水洗涤球磨罐和小球，收集浆液即为磷酸硅铝催化剂晶种混合液。本发明采用粒径为1-3μm的磷酸硅铝催化剂原粉制备粒径为0.4-0.8μm的催化剂晶种，即将大粒径的催化剂原粉球磨成粒径更小的晶种后，其比表面积增大，加快了晶体的生长，因而增加了催化剂原粉的产量。

Description

一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法
技术领域
    本发明涉及化工制备技术领域，具体涉及一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法。
技术背景
烯烃作为合成洗涤剂、塑料、纤维和各类化工材料的原材料，在现代石油化工工业中起着举足轻重的作用。传统的轻烯烃是通过石油裂解生产的，随着石油资源的日益短缺,各国科学家正紧锣密鼓地进行着寻找石油替代资源的工作。以煤或天然气为原料经合成气制甲醇，再由甲醇合成乙烯等低碳烯烃的工作受到了各国科研工作者的普遍重视。
目前甲醇制烯烃的方法主要有两种：一是MTO技术，即由甲醇首先生产出合成气，然后将合成气转化为乙烯和烯烃混合物的工艺；二是MTP技术，即由甲醇首先生产出二甲醚，然后将二甲醚转化成丙烯的工艺。而通过各国科学家的共同努力，人们发现具有类似菱沸石结构的磷酸硅铝(SAPO)系列分子筛在甲醇制烯烃过程中具有较高的活性和选择性，是甲醇制烯烃的首选催化剂。但该催化剂原粉的生产制备过程要求严格，且产品收率不高、价格昂贵，所以提高产品收率意义十分重大；在现有生产工艺流程中，通过精心操作严格控制工艺指标，都很难提高催化剂原粉产量。本技术主要研究制作一种添加剂（晶种），提高催化剂原粉的产量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，将制备的磷酸硅铝催化剂晶种加入制备磷酸硅铝催化剂原粉罐中，能大幅度提高磷酸硅铝催化剂原粉的收率。
本发明的技术方案如下：
一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，包括以下步骤：
（1）在球磨机内的球磨罐内装入直径分别为10mm和6mm的两种小球，这两种直径小球的质量比1:1～1:1.5；两种小球的体积总量占球磨罐容积的2/5；
（2）将磷酸硅铝催化剂原粉和脱盐水按质量比为1:0.5～1:1加入球磨罐内，它们体积总量占球磨罐容积的2/5；
（3）开启球磨机进行球磨；
    （4）球磨结束后，将罐内浆液和小球通过筛网分离后，用脱盐水洗涤球磨罐和小球，收集浆液即为磷酸硅铝催化剂晶种混合液。
进一步方案，所述步骤（2）中磷酸硅铝催化剂原粉的粒径为1-3μm。
所述步骤（2）中脱盐水的温度不超过30℃。
所述步骤（3）中球磨机频率为30-35Hz，球磨时间为100h～150h。
所述步骤（3）中球磨罐的内部温度不超过40℃、外部温度不超过50℃。
所述步骤（4）中磷酸硅铝催化剂晶种的粒径为0.4-0.8μm。
    因为催化剂原粉在制作过程中需加入脱盐水，所以本发明制备的磷酸硅铝催化剂晶种混合液是不需要进行分离，而是直接加入原粉的制备罐中，只需要在晶种加入原粉制备罐之前将此混合液进行取样烘干测量混合液中的固含量，以此来确定晶种的加入量。
所以本发明的有益效果有：
1、本发明催化剂晶种制作的原料磷酸硅铝催化剂原粉的骨架结构相同，粒径为1-3μm，从而使通过球磨获得的晶种的粒径也就比较均匀。
2、本发明制备过程中，脱盐水的温度不超过30℃，整个球磨罐的罐体内部温度不超过40℃、罐体外部温度不超过50℃为宜，因为温度过高容易影响晶种粒径的均匀分布，从而影响晶种的质量。
3、本发明制备过程中设定球磨机的频率为30-35Hz为宜，频率过大球磨机易发热，造成球磨罐温度升高影响晶种质量。
4、本发明采用粒径为1-3μm的磷酸硅铝催化剂原粉制备粒径为0.4-0.8μm的催化剂晶种，即将大粒径的催化剂原粉球磨成粒径更小的晶种后，其比表面积增大，加快了晶体的生长，因而增加了催化剂原粉的产量。
具体实施方式
实施例一：
一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，包括以下步骤：
（1）在球磨机内的球磨罐内装入直径分别为10mm和6mm的两种小球，这两种直径小球的质量比1:1；两种小球的体积总量占球磨罐容积的2/5；
（2）将粒径为1μm磷的酸硅铝催化剂原粉和温度为30℃的脱盐水按质量比为1:0.5加入球磨罐内，它们体积总量占球磨罐容积的2/5；
（3）开启球磨机以频率为30Hz进行球磨150h；球磨罐的内部温度为20℃、外部温度为30℃；
    （4）球磨结束后，将罐内浆液和小球通过筛网分离后，用脱盐水洗涤球磨罐和小球，收集浆液即为磷酸硅铝催化剂晶种混合液，所述磷酸硅铝催化剂晶种的粒径为0.4μm。
实施例二：
一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，包括以下步骤：
（1）在球磨机内的球磨罐内装入直径分别为10mm和6mm的两种小球，这两种直径小球的质量比1:1.5；两种小球的体积总量占球磨罐容积的2/5；
（2）将粒径为3μm磷的酸硅铝催化剂原粉和温度为30℃的脱盐水按质量比为1:1加入球磨罐内，它们体积总量占球磨罐容积的2/5；
（3）开启球磨机以频率为35Hz进行球磨100h；球磨罐的内部温度为40℃、外部温度为50℃；
（4）球磨结束后，将罐内浆液和小球通过筛网分离后，用脱盐水洗涤球磨罐和小球，收集浆液即为磷酸硅铝催化剂晶种混合液，所述磷酸硅铝催化剂晶种的粒径为0.8μm。
实施例三：
一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，包括以下步骤：
（1）在球磨机内的球磨罐内装入直径分别为10mm和6mm的两种小球，这两种直径小球的质量比1: 1.2；两种小球的体积总量占球磨罐容积的2/5；
（2）将粒径为2μm磷的酸硅铝催化剂原粉和温度为10℃的脱盐水按质量比为1:0.8加入球磨罐内，它们体积总量占球磨罐容积的2/5；
（3）开启球磨机以频率为32Hz进行球磨120h；球磨罐的内部温度为10℃、外部温度为20℃；
（4）球磨结束后，将罐内浆液和小球通过筛网分离后，用脱盐水洗涤球磨罐和小球，收集浆液即为磷酸硅铝催化剂晶种混合液，所述磷酸硅铝催化剂晶种的粒径为0.5μm。
实施例四：
先将300kg拟薄水铝石与 1600kg去离子进行搅拌溶解，然后与600kg磷酸、200kg硅溶胶、700kg三乙胺一起进行搅拌混合；然后加入占混合物料总质量的0.15-0.3%经实施例三制备的催化剂晶种搅拌、均后后进行过滤；再将滤清液加入高温熟化釜中进行熟化反应；最后冷却后的液体经洗涤，压滤成滤饼再经干燥后得甲醇制烯烃磷酸硅铝催化剂原粉约360kg。
对比例：
先将300kg拟薄水铝石与 1600kg去离子进行搅拌溶解，然后与600kg磷酸、200kg硅溶胶、700kg三乙胺一起进行搅拌混合；过滤后将滤清液加入高温熟化釜中进行熟化反应；最后冷却后的液体经洗涤，压滤成滤饼再经干燥后得甲醇制烯烃磷酸硅铝催化剂原粉约200kg。
通过对比实例四（加入了催化剂晶种）和对比例（未加入催化剂晶种）制备的甲醇制烯烃磷酸硅铝催化剂原粉产量，实例四的催化剂原粉产量比对比例的产量提高了80%。从而大大降低了催化剂原粉的生产成本，提高了经济效益。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于甲醇制烯烃的催化剂晶种制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在球磨机内的球磨罐内装入直径分别为10mm和6mm的两种小球，这两种直径小球的质量比1:1～1:1.5；两种小球的体积总量占球磨罐容积的2/5；
（2）将磷酸硅铝催化剂原粉和脱盐水按质量比为1:0.5～1:1加入球磨罐内，它们体积总量占球磨罐容积的2/5；
（3）开启球磨机进行球磨；
    （4）球磨结束后，将罐内浆液和小球通过筛网分离后，用脱盐水洗涤球磨罐和小球，收集浆液即为磷酸硅铝催化剂晶种混合液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中磷酸硅铝催化剂原粉的粒径为1-3μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中脱盐水的温度不超过30℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中球磨机频率为30-35Hz，球磨时间为100h～150h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中球磨罐的内部温度不超过40℃、外部温度不超过50℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中磷酸硅铝催化剂晶种的粒径为0.4-0.8μm。
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