[发明专利]一种用于生产低碳烯烃的耐磨催化剂微球制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种催化剂的制备方法,具体涉及一种用于生产低碳烯烃的耐磨催化剂微球制备方法。

背景技术

甲醇制烯烃技术（简称MTO技术）是世界能源化工领域内的高端核心技术。它以煤或天然气制成的甲醇为原料，经过MTO技术加工转化成为重要的化工原料—轻质烯烃（乙烯和丙烯），进而衍生出众多的烯烃类化工产品。针对我国“缺油少气富煤”的国情，这是实现以煤替代石油的革命性工业技术。成为国家重大能源战略的核心技术。然而，此类技术的核心在于催化剂，由于甲醇制烯烃反应在流化床反应器中进行，因此，催化剂的活性及耐磨性尤为重要。

有许多的专利介绍了用于MTO反应的催化剂制备方法，其中美国专利US4440871及US5279810描述了具有CHA拓扑结构的SAPO-34分子筛制备方法，这种分子筛可以作为MTO反应催化剂的活性组分。

US4987110专利公开了以高岭土为载体、硅溶胶为粘结剂的SAPO-34分子筛成型方法，CN102284302A专利同样公开了一种甲醇制烯烃催化剂微球制备方法，中科院大连化学物理研究所专利CN101121148.2008公开了一种含分子筛的流化反应催化剂直接成型方法。为了进一步提高MTO催化剂的强度，国内外研究者又进行了大量的探索试验，例如，US7214844 B2.2007专利公开了提高MTO催化剂耐磨强度的成型方法，该方法是通过优化制剂中各组分配比来最大限度地降低成型催化剂的磨损指数；在环球油品公司申请的专利CN1341584 A. 2002中公开了一种通过减少活性组分用量的方法来提高催化剂的耐磨强度，该方法的缺点在于极大的限制了催化剂在反应中的效能；同样在美国专利US20070249885A1.2007中指出将粘结剂、载体和分子筛混合制浆后在温和的条件下老化处理一定时间，可以适当提高成型催化剂的耐磨强度，但其磨耗指数一般还是大于1%h^-1。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨强度高的用于甲醇制烯烃反应的超高耐磨催化剂微球成制备方法。

为了使催化剂发挥最大效能的同时保证其磨耗指数最低，本发明的制备成型催化剂微球所用的粘结剂取自于合成分子筛所得母液中的磷酸铝溶胶，该溶胶和分子筛及基质粘结后经过喷雾干燥、焙烧处理，可以有效地提高催化剂微球的耐磨强度，该方法制备的催化剂，其磨耗指数在0.5%/h^-1以下。

本发明的制备方法包括如下步骤：

（1）将分子筛和基质分散在去离子水中，均质搅拌1～3小时后加入合成分子筛所得母液，继续搅拌1～5小时得到混合物浆料；

（2）将步骤（1）混合物浆料经胶磨机研磨1～5小时，研磨完成所得混合物浆料经过喷雾干燥，得到催化剂微球；

（3）将步骤（2）催化剂微球经过焙烧，得到用于甲醇制烯烃反应的耐磨催化剂微球。

   如上所述，分子筛在分散介质去离子水中的浓度为200～700 g/L；基质在分散介质去离子水中的浓度为100～600 g/L；合成分子筛所得母液中磷酸铝在分散介质去离子水中的浓度为10～100 g/L。

如上所述，在步骤（1）所得混合物浆料中的固含量在30～60wt%。

如上所述，步骤（2）混合物浆料经胶磨后粘度100cps～30000cps，最好是在3000～20000 cps。

如上所述，分子筛是指硅铝磷SAPO-34；合成分子筛所得母液是从合成分子筛结束后分离得到母液，有效成份是指得到母液中的磷酸铝。

如上所述，基质可选用田菁粉、高岭土或多水高岭土。

如上所述，成型催化剂微球是在喷雾干燥器进口温度320～380℃，出口温度90～150℃,控制干燥速率为0.1～0.3Kg/(Kg·h)，经离心雾化干燥所得，喷雾干燥得到的微球粒度为20～200μm，最好是40～150μm。

如上所述，喷雾干燥得到微球在500～750℃焙烧1～10小时，最好是在550℃～650℃焙烧3～6小时。

本发明适用于所有分子筛与基质、粘结剂构成的催化剂的制备，可以用于生产低碳烯烃反应等其它反应。