CN112657544B - 一种芳烃脱烯烃催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种芳烃脱烯烃催化剂及其制备方法与应用,其中,所述芳烃脱烯烃催化剂的主要组分包括Y/ZSM‑5共生分子筛,催化剂中弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:3~3:1。在制备时,将Y/ZSM‑5共生分子筛浸渍于硅溶胶,之后成型焙烧处理,在成型之前于酸/醇的混合溶液中进行交换处理。所述制备方法简单、易于进行。同时,所述脱烯烃催化剂具有表面酸性适度,酸性分布适宜,反应稳定性高,同时利用ZSM‑5分子筛再生条件下结构稳定性较好的特点,取得再生稳定性好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及催化脱烯烃技术领域,具体涉及一种芳烃脱烯烃用的催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
芳烃是石化工业的基本原料,它主要来自于芳烃联合装置。经过催化重整反应后的芳烃产品均含有一定量的烯烃杂质。烯烃性质活跃,不但容易聚合形成胶质,而且还可能与其它组分发生反应,生成非理想组分,从而对芳烃产品的质量产生较大影响。
另一方面,某些石油化工工艺过程如二甲苯吸附分离过程对烯烃特别敏感,即使烯烃杂质的含量只有百万分之几,也会对工艺过程产生非常不利的影响。为了得到合格的化工原料并保证后续工艺的顺利进行,在重整、芳烃抽提、异构化、甲苯歧化工序之后,均有精制工序以脱除微量烯烃杂质。
重整油脱烯烃技术中,原料烯烃和胶质含量高、重芳烃多,因此其操作工艺中空速较低(1~1.5h-1),白土单程寿命为1~2周;二甲苯异构化单元中碳八芳烃物料的烯烃含量较低,不含胶质,但反应空速高,且对副反应较为敏感,要求的周期寿命及总寿命较长,因而技术开发具有一定技术难度。以某炼化为例,白土的单程寿命约为10个月,白土的生产和填埋造成较大的环境风险。
白土具有酸性中心,在高压液相、150~200℃条件下,具有一定的催化叠合能力和孔道吸附能力,能使重整油中含有的微量烯烃发生烃化、聚合等反应,生成高沸点化合物,然后被白土吸附,或者在后续分离流程中脱除。用白土精制路线脱除异构化反应产物中的烯烃,从而使其达到吸附分离进料溴指数低于20mgBr/100g的要求。但是由于白土活性低,寿命短,需要频繁更换,从而造成白土的使用量非常大,劳动强度也大,制约了装置“长稳优”操作。
芳烃脱烯烃催化剂较常用Y分子筛。Y型分子筛的活性为白土的5倍以上,且寿命较长。这是因为分子筛孔道较小,油气扩散系数一般在10-11cm2/s以下,而在液相中其扩散系数一般在10-1cm2/s左右,分子扩散在反应过程中的影响远大于白土。在分子筛的孔结构方面,Y分子筛具有超笼,超笼的平均有效直径为1.18nm,远大于其0.74nm的主孔道直径,可以生成分子直径较小的直链大分子,也可以生成直径在0.74-1.18nm的较大分子,丰富而空旷的孔结构保证了其较大的孔体积,从而保证了分子筛较强的容炭能力,延长了分子筛催化剂的寿命。但是,Y分子筛的再生稳定性不好,低硅铝比的Y分子筛更容易骨架结构和孔结构坍塌。
CN101190862A将合成的Y/ZSM-5共生分子筛应用于以C4-C10烃的石脑油为原料催化裂解制烯烃反应,乙烯+丙烯收率为45%左右;CN104549467A报道了原位合成Y/ZSM-5分子筛催化剂的方法,并将其应用于石脑油催化裂化制乙烯、丙烯反应;任海霞采用无模板剂法合成ZSM-5/Y分子筛并用作吸附脱硫剂[无模板剂法合成ZSM-5/Y复合分子筛及脱硫性能,河南大学硕士论文,2016];潘梦等基于Y分子筛的解聚制备ZSM-5/Y分子筛并用于异丙苯裂解反应[基于Y型沸石的解聚制备ZSM-5/Y沸石催化材料,石油学报(石油加工),1(2):536]。
发明内容
本发明针对之前Y分子筛脱烯烃催化剂再生稳定性差,导致总寿命较低的难题,提供了一种新型脱烯烃催化剂,具有表面酸性适度,酸性分布适宜,反应稳定性高,同时利用ZSM-5分子筛再生条件下结构稳定性较好的特点,取得再生稳定性好的特点。
本发明的目的之一在于提供一种芳烃脱烯烃催化剂,其组分包括Y/ZSM-5共生分子筛,以NH3-TPD结果计,催化剂中弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:3~3:1,优选为1:2~2:1。
其中,只有晶化区域部分重叠的分子筛才能共生,本发明所用的Y/ZSM-5共生分子筛中ZSM-5与Y分子筛部分晶面相同,因此这两种不同的分子筛共用这些晶面,但硅铝比不同。在水蒸汽处理、酸溶液交换过程中,低硅铝比的Y分子筛更容易骨架结构和孔结构坍塌,通过晶面共生的ZSM-5则更稳定,对Y分子筛起到了结构稳定的作用。同时,在所述Y/ZSM-5共生分子筛表面包覆有二氧化硅,能防止水蒸汽处理过程对骨架的过度破坏,在超稳化脱铝时能促进硅迁移进骨架,从而提高骨架稳定性。
在一种优选的实施方式,以XRD衍射峰面积计算,Y分子筛与ZSM-5分子筛质量比为(1~20):1,优选(3-9):1。
在一种优选的实施方式中,以NH3-TPD结果计,催化剂中弱酸的温度范围为100℃~300℃,中强酸的温度范围为300℃~500℃。
其中,NH3-TPD表征中,酸性强弱用NH3与催化剂酸中心作用强弱表示,100℃~300℃表示在此温度范围内原本吸附在酸中心上的NH3会脱附,这种结合力较弱,因此表征此类酸中心较弱,同时,NH3脱附的量表示催化剂弱酸中心的量,300℃~500℃说明结合力较强,此类酸中心酸性较强。不同的反应需要不同的酸性中心,二甲苯脱烯烃更需弱酸。
在一种优选的实施方式中,以XRD结晶度计,新鲜催化剂结晶度为100%,再生催化剂结晶度大于80%。
其中,所述新鲜催化剂是指第一次投入使用的本发明所述催化剂,所述再生催化剂是指本发明所述催化剂使用失活后又再生处理得到的催化剂。
所述的再生催化剂指本发明的催化剂在失活后通过本领域通常的再生方法进行再生得到的催化剂;所述通常的再生方法可以为将所述失活催化剂在空气气氛下焙烧,优选为在空气气氛下500~600℃焙烧1~5小时。作为本发明催化剂再生后催化剂结晶度评价的再生条件可以为在空气气氛下500℃焙烧4小时。
本发明目的之二在于提供一种本发明目的之一所述催化剂的制备方法,包括将Y/ZSM-5共生分子筛浸渍于硅溶胶中,之后成型焙烧处理,得到所述催化剂,其中,在成型之前于酸/醇的混合溶液中进行交换处理。
由于采用硅溶胶对Y/ZSM-5共生分子筛进行了预处理,表面形成一层无定形氧化硅,能防止水蒸汽处理过程对骨架的过度破坏,在超稳化脱铝时能促进硅迁移进骨架,从而提高骨架稳定性。
在一种优选的实施方式中,所述制备方法包括以下步骤:
步骤1、将Y/ZSM-5共生分子筛浸渍于硅溶胶中;
步骤2、进行包括干燥、粉碎、水蒸气处理和酸/醇的混合溶液交换处理在内的后处理,得到浸渍产物;
步骤3、将浸渍产物与包括粘结剂在内的组分成型焙烧得到所述芳烃脱烯烃催化剂。
所述步骤3的成型方法可采用本领域催化剂通常的成型方法,比如将所述组分混合后挤条、滚球或油柱等的成型方法。
在一种优选的实施方式中,所述硅溶胶的质量浓度为5~40%,优选为5~30%。
在一种优选的实施方式中,基于100重量份Y/ZSM-5共生分子筛,硅溶胶的用量为25~2000重量份,优选为75~1000重量份。
在一种优选的实施方式中,所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、柠檬酸、苯甲酸中至少一种。
在一种优选的实施方式中,所述醇选自一元醇和/或多元醇。
在进一步优选的实施方式中,所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇200~600中至少一种。
在一种优选的实施方式中,在所述酸/醇的混合溶液中,酸的重量浓度为1~10%,优选为4~8%。
在一种优选的实施方式中,在所述酸/醇的混合溶液中,醇的重量浓度为1~15%,优选为3~8%。
其中,加入醇能防止酸对分子筛骨架的过度破坏,保证分子筛有一定的结晶度,发明人一般控制其浓度来达到效果。
其中,在水蒸汽处理、酸处理过程中,浸渍产物中的二氧化硅部分脱落损失,因此,在催化剂最终产品中,二氧化硅的含量很低,或者几乎没有。
在一种优选的实施方式中,所述焙烧的温度为400~600℃,优选为500~600℃。
在一种优选的实施方式中,所述焙烧时间为0.5~5小时,优选为1~3小时。
在进一步优选的实施方式中,在步骤2中,所述水蒸气处理于400~800℃下进行0.5~5h,优选于450~700℃下进行1~3h。
在更进一步优选的实施方式中,在步骤2中,所述酸/醇的混合溶液交换处理于75~95℃下进行2~4h,优选于80~90℃下进行2~3h。
在一种优选的实施方式中,在步骤3所述焙烧前任选地进行干燥,优选地,所述干燥于80~120℃下进行。
本发明目的之三在于提供本发明目的之二所述制备方法得到的催化剂,其中,以NH3-TPD结果计,催化剂中的弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:3~3:1,优选为1:2~2:1。
在一种优选的实施方式中,以XRD结晶度计,新鲜催化剂结晶度为100%,再生催化剂结晶度大于80%。
在一种优选的实施方式中,在所述催化剂中,Y分子筛与ZSM-5分子筛质量比为(1~20):1,优选(3-9):1。
在一种优选的实施方式中,以NH3-TPD结果计,催化剂中弱酸的温度范围为100℃~300℃,中强酸的温度范围为300℃~500℃。
本发明目的之四在于提供本发明目的之一所述催化剂或本发明目的之三所述催化剂在芳烃脱烯烃中的应用。
到目前为止,尚未有文献报道Y/ZSM-5共生分子筛用于芳烃脱烯烃的反应中。在此反应中,Y/ZSM-5共生分子筛催化剂比Y分子筛催化剂具有更好的反应稳定性和再生重复性。
本发明目的之五在于提供一种芳烃脱烯烃的方法,包括将芳烃原料与本发明目的之一所述催化剂或本发明目的之三所述催化剂接触,进行反应。
在本发明中,反应温度为140℃-250℃,反应压力1.0MPa-3.0MPa,液相质量空速1h-1-10h-1。
在一种优选的实施方式中,当所述芳烃脱烯烃为二甲苯脱烯烃时,所述芳烃原料主要包括C8混合芳烃,优选所述C8混合芳烃包括乙苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯等的混合物。
当进行二甲苯脱烯烃时,工业装置上,液相质量空速优选4h-1-10h-1。
在一种优选的实施方式中,当所述芳烃脱烯烃为重整油脱烯烃时,所述芳烃原料主要包括40-60%的C8混合芳烃,余量为非芳烃、苯、甲苯、C9芳烃、C10 +芳烃等的混合物。
当进行重整油脱烯烃时,工业装置上,液相质量空速优选1h-1-2h-1。
为能在短时间内考察催化剂性能,本发明实施例和对比例采用更高空速的加速失活方法。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)所述催化剂具有孔分布合理、表面酸性适度、酸性分布适宜、反应稳定性高等优点;
(2)利用ZSM-5分子筛再生条件下结构稳定性较好的特点,取得再生稳定性好的特点;
(3)本发明大大简化了预处理条件,共生分子筛经硅溶胶浸渍后,表面形成一层无定形氧化硅,能防止水蒸汽处理过程对骨架的过度破坏,在超稳化脱铝时能促进硅迁移进骨架,从而提高骨架稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
在实施例中:通过NH3-TPD得到催化剂中的弱酸酸量与中强酸酸量之比;取定量120℃烘干的Y/ZSM-5共生分子筛,经硅溶胶浸渍后过滤,于120℃再次烘干,根据重量变化测定二氧化硅和共生分子筛含量。
本发明的Y/ZSM-5共生分子筛中以Y分子筛为主,因此计算结晶度时选用单峰法测定催化剂中Y分子筛的相对结晶度。采用文献[水热脱铝USY分子筛结晶度变化规律的研究,石油炼制与化工,28(3):16]的方法,以“Y分子筛533晶面衍射峰的峰高*该峰的半高宽”作为催化剂衍射强度。
实施例1
取10g葡萄糖溶于60mL蒸馏水中,加入10g Y分子筛分散均匀后,转入100mL不锈钢反应釜中,放入180℃恒温烘箱中6h后,过滤、干燥,重复上述操作3次,得到碳改性的Y分子筛。在室温下,按照物质的量之比nNaCl∶nNa2O∶nSiO2∶nAl2O3∶nTPABr∶nH2SO4∶nH2O=8∶5.8∶98∶1∶6∶3.2∶700配制凝胶。加入上述碳改性的Y分子筛,搅拌均匀后放入75℃恒温烘箱中干燥即为干胶。
取20%的乙二胺溶液12mL置于100mL不锈钢反应釜底,并将干胶置于液体上方于180℃下晶化3d,经洗涤、过滤、干燥、焙烧后得到Na-Y/ZSM-5分子筛,其中Y分子筛含量为50%,ZSM-5含量为50%。
此分子筛于120℃烘干后取10g,经质量分数5%的硅溶胶35g室温浸渍3小时、120℃干燥、粉碎,根据重量变化计算,分子筛表面二氧化硅含量为2%,于500℃水蒸汽中处理3小时,90℃盐酸、乙二醇溶液(其中盐酸的浓度为6%,乙二醇的浓度为4%)交换2小时后120℃干燥、粉碎,加入水、氧化铝粘结剂、田菁粉挤条成型、80℃干燥、550℃焙烧得到Y/ZSM-5共生分子筛催化剂,NH3-TPD结果计,催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为1.83。
将Y/ZSM-5催化剂破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行二甲苯非临氢脱烯烃试验。原料为二甲苯异构化产物,溴指数为200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:20.0时-1,以出口溴指数20毫克Br/100克油为标准,催化剂反应430h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到97.6%,说明再生稳定性好。
实施例2
Na-Y/ZSM-5的合成方法同实施例1,仅将凝胶配比改为nNaCl∶nNa2O∶nSiO2∶nAl2O3∶nTPABr∶nH2SO4∶nH2O=15∶6.2∶65∶1∶5.2∶4.1∶1000,并将干胶于180℃晶化2d。得到Na-Y/ZSM-5分子筛的Y分子筛含量为75%,ZSM-5含量为25%。
此分子筛于120℃烘干后取10g,经质量分数30%的硅溶胶20g室温浸渍3小时、120℃干燥、粉碎,根据重量变化计算,分子筛表面二氧化硅含量为5%,于600℃水蒸汽中处理1小时,90℃柠檬酸、丙三醇溶液(其中柠檬酸的浓度为10%,丙三醇的浓度为3%)交换3小时后120℃干燥、粉碎,加入水、氧化铝粘结剂、田菁粉挤条成型、80℃干燥、550℃焙烧得到Y/ZSM-5共生分子筛催化剂,NH3-TPD结果计,催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为1.01。
将Y/ZSM-5催化剂破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行二甲苯非临氢脱烯烃试验。原料为二甲苯异构化产物,溴指数为200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:20.0时-1,以出口溴指数20毫克Br/100克油为标准,催化剂反应350h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到92.2%,说明再生稳定性好。
实施例3
Na-Y/ZSM-5的合成方法同实施例1,仅将凝胶配比改为nNaCl∶nNa2O∶nSiO2∶nAl2O3∶nTPABr∶nH2SO4∶nH2O=20∶7.6∶40∶1∶4.3∶4.8∶881,并将干胶于180℃晶化2d。得到Na-Y/ZSM-5分子筛的Y分子筛含量为90%,ZSM-5含量为10%。
此分子筛于120℃烘干后取10g,经质量分数15%的硅溶胶40g室温浸渍3小时、120℃干燥、粉碎,根据重量变化计算,分子筛表面二氧化硅含量为6%,于700℃水蒸汽中处理1小时,90℃硫酸、聚乙二醇400溶液(其中硫酸的浓度为2%,聚乙二醇400的浓度为8%)交换3小时后120℃干燥、粉碎,加入水、氧化铝粘结剂、田菁粉挤条成型、80℃干燥、550℃焙烧得到Y/ZSM-5共生分子筛催化剂,NH3-TPD结果计,催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为0.76。
将Y/ZSM-5催化剂破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行二甲苯非临氢脱烯烃试验。原料为二甲苯异构化产物,溴指数为200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:20.0时-1,以出口溴指数20毫克Br/100克油为标准,催化剂反应320h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到85.7%,说明再生稳定性好。
实施例4
将实施例1制备的Y/ZSM-5催化剂破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行重整油非临氢脱烯烃试验。原料为重整生成油脱庚烷塔底料,溴指数为1200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:10.0时-1,以出口溴指数200毫克Br/100克油为标准,催化剂反应120h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到88.4%,说明再生稳定性好。
实施例5
重复实施例3的过程,区别在于制备的Na-Y/ZSM-5分子筛时将干胶于180℃晶化3d,Y分子筛含量为80%,ZSM-5含量为20%。
此分子筛于120℃烘干后取10g,经质量分数5%的硅溶胶100g室温浸渍3小时、120℃干燥、粉碎,于450℃水蒸汽中处理2小时,75℃盐酸、乙二醇溶液(其中盐酸的浓度为5%,乙二醇的浓度为15%)交换4小时后120℃干燥、粉碎,加入水、氧化铝粘结剂、田菁粉挤条成型、80℃干燥、500℃焙烧得到Y/ZSM-5共生分子筛催化剂。催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为0.92。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到90.8%,说明再生稳定性好。
实施例6
重复实施例2的过程,区别在于制备的Na-Y/ZSM-5分子筛时将干胶于180℃晶化3d,Y分子筛含量为70%,ZSM-5含量为30%。
此分子筛于120℃烘干后取10g,经质量分数40%的硅溶胶7.5g室温浸渍3小时、120℃干燥、粉碎,于700℃水蒸汽中处理1小时,80℃乙酸、乙醇溶液(其中乙酸的浓度为8%,乙醇的浓度为15%)交换3小时后120℃干燥、粉碎,加入水、氧化铝粘结剂、田菁粉挤条成型、80℃干燥、600℃焙烧得到Y/ZSM-5共生分子筛催化剂。催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为1.22。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到91.4%,说明再生稳定性好。
对比例1
按照实施例1方法制备Y/ZSM-5分子筛、催化剂,区别在于共生分子筛不经硅溶胶浸渍处理,直接进行水蒸汽处理。NH3-TPD结果计,催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为1.93。
将Y/ZSM-5催化剂破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行二甲苯非临氢脱烯烃试验。原料为二甲苯异构化产物,溴指数为200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:20.0时-1,以出口溴指数20毫克Br/100克油为标准,催化剂反应250h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到72.3%,说明其再生稳定性较差。
对比例2
使用实施例1的Y分子筛直接进行硅溶胶浸渍、水蒸汽处理、酸-醇交换、催化剂制备过程等均与实施例1相同。NH3-TPD结果计,催化剂弱酸酸量与中强酸酸量之比为0.24。
将Y催化剂破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行二甲苯非临氢脱烯烃试验。原料为二甲苯异构化产物,溴指数为200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:20.0时-1,以出口溴指数20毫克Br/100克油为标准,催化剂反应120h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到53.3%,说明其再生稳定性较差。
对比例3
将白土颗粒破碎,取20-40目颗粒5g在固定床反应器中进行二甲苯非临氢脱烯烃试验。原料为二甲苯异构化产物,溴指数为200毫克Br/100克油。反应压力:2.0MPa,温度:160℃,空速:20.0时-1,以出口溴指数20毫克Br/100克油为标准,催化剂反应25h后失活。
失活催化剂在空气气氛中500℃焙烧4小时后得到再生催化剂,XRD结果表明,其结晶度保留率相对于新鲜催化剂达到12.1%,说明失活后的白土不能再生。
相比于白土,本发明的催化剂具有寿命长、可再生的优点;相比于Y催化剂,本发明的催化剂最大的优点是再生稳定性高。
Claims (20)
1.一种芳烃脱烯烃催化剂,其组分包括Y/ZSM-5共生分子筛,以NH3-TPD结果计,催化剂中的弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:3~3:1;Y分子筛与ZSM-5分子筛质量比为(1~20):1;所述芳烃脱烯烃催化剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1、将Y/ZSM-5共生分子筛浸渍于硅溶胶中;步骤2、进行包括干燥、粉碎、水蒸气处理和酸/醇的混合溶液交换处理在内的后处理,得到浸渍产物;步骤3、将浸渍产物与包括粘结剂在内的组分成型焙烧得到所述芳烃脱烯烃催化剂。
2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,以NH3-TPD结果计,催化剂中的弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:2~2:1。
3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,催化剂中弱酸的温度范围为100℃~300℃,中强酸的温度范围为300℃~500℃。
4.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,以XRD结晶度计,新鲜催化剂结晶度为100%,再生催化剂结晶度大于80%。
5.根据权利要求1~4之一所述的催化剂,其特征在于,Y分子筛与ZSM-5分子筛质量比为(3-9):1。
6.一种权利要求1~5之一所述芳烃脱烯烃催化剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、将Y/ZSM-5共生分子筛浸渍于硅溶胶中;
步骤2、进行包括干燥、粉碎、水蒸气处理和酸/醇的混合溶液交换处理在内的后处理,得到浸渍产物;
步骤3、将浸渍产物与包括粘结剂在内的组分成型焙烧得到所述芳烃脱烯烃催化剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,
所述硅溶胶的质量浓度为5~40%;和/或
基于100重量份Y/ZSM-5共生分子筛,硅溶胶的用量为25-2000重量份。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,
所述硅溶胶的质量浓度为5~30%;和/或
基于100重量份Y/ZSM-5共生分子筛,硅溶胶的用量为75~1000重量份。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,
所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、柠檬酸、苯甲酸中至少一种;和/或,所述醇选自一元醇和/或多元醇;和/或
在所述酸/醇的混合溶液中,酸的重量浓度为1~10%;和/或
在所述酸/醇的混合溶液中,醇的重量浓度为1~15%。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,
所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇200~600中至少一种;和/或
在所述酸/醇的混合溶液中,酸的重量浓度为4~8%;和/或
在所述酸/醇的混合溶液中,醇的重量浓度为3~8%。
11.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,
所述焙烧的温度为400~600℃。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述焙烧的温度为500~600℃。
13.根据权利要求6~12之任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,
所述水蒸气处理于400~800℃下进行0.5~5h;和/或
所述酸/醇的混合溶液交换处理于75~95℃下进行2~4h。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,
所述水蒸气处理于450~700℃下进行1~3h。
15.根据权利要求7~14之任一项所述制备方法得到的催化剂,其中,以NH3-TPD结果计,催化剂中的弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:3~3:1;以XRD结晶度计,新鲜催化剂结晶度为100%,再生催化剂结晶度大于80%;在所述催化剂中,Y分子筛与ZSM-5分子筛质量比为(1~20):1。
16.根据权利要求15所述的催化剂,其特征在于,以NH3-TPD结果计,催化剂中的弱酸酸量与中强酸酸量之比为1:2~2:1。
17.根据权利要求15所述的催化剂,其特征在于,在所述催化剂中,Y分子筛与ZSM-5分子筛质量比为(3-9):1。
18.权利要求1~5之任一项所述催化剂或权利要求15~17之一所述催化剂在芳烃脱烯烃中的应用。
19.一种芳烃脱烯烃的方法,包括将芳烃原料与权利要求1~5之任一项所述催化剂或权利要求15~17之一所述催化剂接触,进行反应。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,反应温度为140℃-250℃,反应压力1.0MPa-3.0MPa,液相质量空速1h-1-10h-1。
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