[发明专利]一种芳构化用共结晶分子筛催化剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及工业催化领域，具体地说，涉及一种芳构化用共结晶分子筛催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

芳构化是生产芳烃、以及高辛烷值汽油调和组分的重要石油化工过程，但以往技术中，该反应过程主要在固定床反应器中进行。然而，在固定床芳构化反应过程中，随着反应的进行，催化剂活性不可避免地产生下降，导致原料转化率降低，产生分布发生变化；而且，多数芳构化过程为放热反应，大量反应热的产生导致反应床层温升过高，使催化剂不能在最佳反应条件下进行，并导致产生大量的干气，影响过程的经济性。

本发明人在CN200910248667.2中公开了一种小晶粒稀土-ZSM-5/ZSM-11共结晶沸石的合成方法，本发明是CN200910248667.2专利的进一步拓展和应用。本发明以CN200910248667.2专利中的小晶粒稀土-ZSM-5/ZSM-11共结晶沸石为基础，通过本发明提供的方法，通过喷雾成型制备球形颗粒催化剂，用于低碳烃、煤基或生物基含氧化合物、以及废旧塑料等原料的流化床催化转化过程中，具有反应床层温度均一、产物分布稳定、芳烃或高辛烷值汽油组分收率高，催化剂水热稳定性和再生性能好等特点。

发明内容

本发明的目的是一种芳构化用共结晶分子筛催化剂、制备方法及其应用，本发明的催化剂，用于低碳烃、煤基或生物基含氧化合物、以及废旧塑料等原料的流化床催化转化过程中，具有反应床层温度均一、产物分布稳定、芳烃或高辛烷值汽油组分收率高，催化剂水热稳定性和再生性能好等特点。

本发明提供了一种芳构化用共结晶分子筛催化剂，该催化剂含有35～75wt％小晶粒稀土-ZSM-5/ZSM-11共结晶分子筛，1.0～6.0wt％的ZnO，0.5～5.0wt％的P₂O₅，其余为三氧化铝和高岭土。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂，所述的小晶粒稀土-ZSM-5/ZSM-11共结晶分子筛中的硅铝摩尔比在40～350之间、平均晶粒尺寸＜500nm，分子筛中ZSM-5晶相所占比例为10～90％。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂，所述ZnO在催化剂中的含量为1.5～5.0wt％；所述P₂O₅在催化剂中的含量为1.0～4.0wt％。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂，所述ZnO的前体为硝酸锌，所述P₂O₅的前体为磷酸、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵之一种或几种。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂，所述三氧化铝来源于铝溶胶或硝酸铝，其在催化剂中的含量为10～35wt％。

本发明还提供了所述芳构化用共结晶分子筛催化剂的制备方法，将稀土-ZSM-5/ZSM-11分子筛、ZnO前体、P₂O₅前体、三氧化铝前体、高岭土和水混合均匀，混合物中各原料的干基质量总和与水的质量比例为(0.18～0.55)∶1，喷雾成型、焙烧，制得催化剂。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂的制备方法，所述喷雾成型条件为：入口温度为480～620℃，尾气温度为150～250℃，喷雾压力为0.5～10MPa；焙烧条件为：空气气氛、焙烧温度500～620℃、焙烧时间1～5小时。

本发明还提供了所述芳构化用共结晶分子筛催化剂的应用，该催化剂应用于低碳烃、煤基及生物基含氧化合物、以及废旧塑料等原料催化转化生产芳烃或高辛烷值汽油组分过程。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂的应用，所述低碳烃为干气、富丙烯气、液化气、醚后碳四、裂解碳五、富烯烃轻汽油中之一种或多种的混合物，烯烃含量不小于10wt％；所述煤基/生物基含氧化合物为甲醇、二甲醚、乙醇、甘油、丁醇、异丁醇中之一种或多种的混合物；所述废旧塑料为废旧的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中之一种或多种的混合物。

本发明提供的芳构化用共结晶分子筛催化剂的应用，所述催化转化过程在以下条件下进行，温度为290～550℃，压力0.1～1.0MPa。

本发明提供的方法所制备的催化剂，用于低碳烃、煤基或生物基含氧化合物、以及废旧塑料等原料的流化床催化转化过程中，具有反应床层温度均一、产物分布稳定、芳烃或高辛烷值汽油组分收率高，催化剂水热稳定性和再生性能好等特点。

具体实施方式

以下实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1