[发明专利]将醇醚与C3～C8烷烃转化为芳烃的催化剂及其制备与应用方法

权利要求书

1.一种将醇醚与C₃～C₈烷烃转化为芳烃的催化剂，其特征在于：该催化剂由活性单元、结构增强组分、以及在二者间的隔离层组成；其结构形式为隔离层包裹活性单元形成复合颗粒，所述复合颗粒与结构增强组分之间通过粘接剂粘接；其中结构增强组分在催化剂中的质量分数为30%～35%，隔离层在催化剂中的质量分数为0.01%～1%，粘接剂在催化剂中的质量分数为0.5%～40%，催化剂中其余组分为活性单元；

所述催化剂的平均粒度为60～200μm，粒度范围为10～400μm，堆积密度为650～1500kg/m³；

所述活性单元为ZSM-5分子筛负载金属锌元素、磷元素和稀土元素形成稳定的活性单元，所述金属锌元素、磷元素和稀土元素占ZSM-5分子筛的质量分数分别为0.01%～10%、0.01%～5%和0.01%～5%，所述ZSM-5分子筛在催化剂中的质量分数为20%～45%；

所述ZSM-5分子筛的平均粒径为40nm～50μm；

所述结构增强组分为氧化铝或高岭土；

所述粘接剂为拟薄水铝石、铝溶胶、硅溶胶和锆溶胶中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述稀土元素为镧、铈、钪和钇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述隔离层为氧化硅、氧化镍、氧化钴、氧化锆、氧化钼、氧化钙、氧化镁、氧化钡和氧化钛中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述隔离层的厚度为5nm～800nm。

5.如权利要求1所述的一种将醇醚与C₃～C₈烷烃转化为芳烃的催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）用可溶性锌盐溶液、磷化合物溶液与稀土化合物溶液浸泡于ZSM-5分子筛，将可溶性锌盐、磷化合物与稀土化合物浸渍于ZSM-5分子筛上，通过过滤、干燥、焙烧，得到催化剂活性单元颗粒；

（2）用可溶性盐溶液或其液态化合物浸泡步骤（1）所得的催化剂活性单元颗粒，在20～90℃搅拌0.3～24小时，将可溶性盐或其液态化合物浸渍于催化剂活性单元颗粒上；

（3）将经过步骤（2）处理的催化剂活性单元颗粒通过过滤、洗涤、干燥、焙烧，在其外形成隔离层；

（4）将经过步骤（3）处理的催化剂活性单元颗粒与结构增强组分混合，并加入粘接剂，搅拌均匀后，通过喷雾干燥或直接干燥，再经焙烧得到一种可将醇醚与C₃～C₈烷烃高效转化为芳烃的流化床催化剂；

步骤（1）中所述可溶性锌盐为锌的硝酸盐、醋酸盐和氯化物中的一种或多种；

步骤（1）中所述磷化合物为磷酸；

步骤（1）中所述稀土化合物为镧、铈、钪和钇的氯化物和硝酸盐中一种或多种；

步骤（1）中所述可溶性锌盐溶液、磷化合物溶液与稀土化合物溶液均为0.2～2mol/L；

步骤（1）中所述干燥温度为90～110℃，干燥时间为2～24小时；

步骤（1）中所述焙烧温度为350～700℃，焙烧时间为2～24小时；

步骤（2）中所述可溶性盐溶液的浓度为0.5～2mol/L；

步骤（2）中所述搅拌温度为20～90℃，搅拌时间为0.3～24小时；

步骤（3）中所述干燥温度为100～110℃，干燥时间为3～30小时；

步骤（3）中所述焙烧温度为350～600℃，焙烧时间为3～28小时；

步骤（4）中所述焙烧温度为350～700℃，焙烧时间为2～24小时。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述可溶性盐为硅、锆、钼、钙、镁、钡、钛的硝酸盐和氯化物中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述液态化合物为硅酸乙酯、液态硅酸钠、钛酸乙酯和钛酸丁酯中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中采用喷雾干燥时，干燥温度为150～300℃，干燥时间为0.1～12小时；采用直接干燥时，干燥温度为50～120℃，干燥时间为2～24小时。