[发明专利]将醇醚转化为高含量对二甲苯的芳烃的催化剂及其制备方法与反应工艺

权利要求书

1.一种将醇醚转化为高含量对二甲苯的芳烃的催化剂，其特征在于：其由ZSM-5分子筛、金属元素、磷元素、稀土元素和无机氧化物改性剂组成；其表面酸性位占催化剂总酸性位的摩尔分数为0.01%～1%；所述无机氧化物改性剂为氧化钛和氧化锆中的一种或多种与氧化硅组合；所述ZSM-5分子筛上先负载金属化合物、含磷化合物及稀土元素化合物，然后再由氧化硅层包覆；所述氧化硅层再与氧化钛或氧化锆或二者的混合物组分结合；所述金属元素、磷元素和稀土元素与ZSM-5分子筛的质量比均为1：（10～200）；所述氧化硅、氧化钛和氧化锆与ZSM-5分子筛的质量比均为1:（0.3～3）。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述金属单质为银、锌、锰、镓、镍、铁和铜中的一种或多种；所述稀土元素单质为铈、镧、钪和钇中的一种或多种。

3.如权利要求1～2任意一项权利要求所述的一种将醇醚转化为高含量对二甲苯的芳烃的催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将浓度均为0.2～2mol/L的可溶性金属盐、含磷化合物与稀土元素化合物浸渍于ZSM-5分子筛上，经过过滤，在90～110℃温度下干燥2～24小时、然后在350～700℃焙烧2～24小时；

（2）将载有金属元素，磷元素及稀土元素的分子筛浸入硅烷类或硅酸酯类液体中，在20～50℃温度下，浸泡0.5～10小时，然后过滤，在90-110℃温度下干燥2～24小时，然后在350～700℃温度下焙烧2～24小时；

（3）将上述颗粒浸入氯化钛溶胶、氯化锆溶胶或二者的混合物中，在20～50℃温度下处理0.5～10小时，然后通过挤压成型或在200～300℃温度下喷雾干燥2～10小时，再在350～700℃温度下焙烧3～24小时；

（4）将上述颗粒在常温先浸入苯、甲苯和二甲苯中的一种或多种溶液中0.5～3小时，然后过滤；并用浓度为0.1～1mol/L硝酸、盐酸或二者的混合物溶液淋洗0.1～30秒；然后迅速过滤、洗涤，在90～110℃温度下干燥2～10小时，再在350～700℃温度下焙烧3～24小时即可。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中可溶性金属盐为硝酸盐、醋酸盐和氯化物盐中的一种或多种；所述含磷化合物为磷酸、磷酸氢二胺和磷酸氢胺中的一种或多种；所述稀土元素化合物为稀土元素氯化物和稀土元素硝酸盐中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中硅烷类或硅酸酯类液体为硅烷、硅氧烷、三氯氢硅、正硅酸乙酯和正硅酸丁酯中的一种或多种。

6.如权利要求1～2任意一项权利要求所述的一种将醇醚转化为高含量对二甲苯的芳烃的催化剂的反应工艺，其特征在于，具体方案如下：

将反应原料进行汽化，通入反应器，与事先装填于其中的催化剂进行反应，反应器中表压为0.1～3MPa，反应原料中醇醚的空速为0.2～30h^-1，温度为450～520℃；反应原料经过催化剂床层后，转化为目的产物；

所述反应原料中甲醇的质量分数为0～100%；二甲醚的质量分数为0～100%，水的质量分数为0～25%，有机杂质的质量分数为0～3%。

7.根据权利要求6所述的反应工艺，其特征在于：所述有机杂质为C₂～C₅醇类、甲酸、甲酸甲酯、C₃～C₅酮类中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的反应工艺，其特征在于：所述反应器为流化床时，使用粒径为40～500μm的催化剂颗粒，操作气速为0.1～20m/s；所述反应器为移动床或固定床时，使用粒径为2～10mm的催化剂颗粒，操作气速不高于0.3m/s。