[发明专利]乙醇制乙烯催化剂用大孔容、高强度氧化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工合成领域，特别是涉及一种乙醇制乙烯催化剂用大孔容、高强度氧化铝的制备方法。

背景技术

乙烯是石化工业中最重要的化工原料之一，由乙烯装置中生产的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等是生产各种有机化工原料和合成树脂、合成纤维、合成橡胶3大合成材料的基本原料。目前乙醇法制取乙烯存在的问题有：反应温度高，乙醇转化率和乙烯选择性低及催化剂寿命短等。要解决上述问题必须从催化剂的优选和反应器改造入手，因此提高催化剂物化性能和流化床的使用是乙醇脱水制乙烯的两大发展趋势。

目前使用的催化剂主要是活性氧化铝及改性活性氧化铝，活性氧化铝由于活性高和选择性较好，在我国一些中小企业普遍采用；而改性氧化铝主要用在产能大，乙烯品质要求高的企业。所谓改性主要指氧化铝和其它金属氧化物掺杂来调节氧化铝表面酸性，或添加元素周期表中的ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅣB族元素的磷酸盐来提高催化剂的转化率和选择性。

改进的催化剂必须具有高活性、大空速、长寿命的性能，与之相适应的催化剂物性数据应具有适宜的孔容、比表面、强度和杂质含量。孔容大、比表面高可加快乙醇转化为乙烯的反应速率，提高转化率和选择性；强度高可以减少流化床高速冲刷造成破碎，以减少阻力，保持较高的空塔速度，延长催化剂使用寿命。

目前工业化乙醇制乙烯的催化剂仍主要是活性氧化铝，但是此催化剂反应温度高,能耗大。其它催化剂有的虽然有很高的催化性和选择性，,但由于受到各种条件的限制，未能得到工业化普及。分子筛催化剂由于具有不腐蚀设备，转化率高，热稳定性好等特点，得到了科研人员的重视，但是它容易积碳，易失活，寿命较短。科研人员从分子筛改性入手，做了大量的研究工作，试图改善它的某些性能，取得了一些科研成果。但是要在工业上得到普及,还需要做很多工作。因此制备高性能的活性氧化铝，以提高催化剂的活性、选择性、延长催化剂使用寿命不仅是目前乙醇制乙烯催化剂工业重要的研发方向，也是乙醇制乙烯企业大规模使用流化床的必然选择。

发明内容

      本发明主要解决的技术问题是提供一种乙醇制乙烯催化剂用大孔容、高强度氧化铝的制备方法，该方法通过工艺流程的改进和扩孔剂的选择，大大提

高乙醇制乙烯催化剂的物化性能，以增加乙醇制乙烯的转化率和选择性，经得住流化床反复冲刷，大大延长催化剂使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种乙醇制乙烯催化剂用大孔容、高强度氧化铝的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三水氢氧化铝烘干、粉碎后送入文丘里进行闪蒸快速脱水，停留时间为：0.4～0.8s，得到原粉，所述文丘里的进口温度为500～900℃，出口温度为350～500℃，温度梯度为300～500℃/m，物料流速为10～20kg/min；

（2）将原粉与扩孔剂在混合机中充分混合得到混合料，所述扩孔剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素、田菁份、淀粉等有机物中的一种，所述扩充剂在混合料中所占重量百分比为10～30%。

（3） 将混合料放入捏合机中，加入稀硝酸溶液进行捏合，所述稀硝酸在溶液中所占重量百分比为5～40%，其余为水，所述捏合时间为5～30min。

（4）将捏合料放入挤条机中挤成直径为3mm的条，然后切成长度为50～100mm的条形料。

（5）将切好的条形料放入烘房中强制养生，养生温度为100～150℃。

（6）养生好的条形料送入活化炉中进行焙烧，焙烧温度为500～900℃，焙烧时间为2～5 h。

（7）焙烧好的条形料放在洗涤槽中，加稀硝酸进行洗涤，洗涤温度控制在100～105℃，pH控制在1～5，Na₂O含量控制在0.05%以下。

（8）洗涤好的条形料再次送入活化炉中进行焙烧，焙烧温度为500～900℃，焙烧时间为2～5 h。

在本发明一个较佳实例中，所述步骤1中文丘里的进口温度为650～750℃。

在本发明一个较佳实例中，所述步骤2中扩孔剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇，所述扩充剂在混合料中所占重量百分比为10～20%。

在本发明一个较佳实例中，所述步骤3中稀硝酸在溶液中所占重量百分比为5～40%，其余为水，所述捏合时间为15～25min。

在本发明一个较佳实例中，所述步骤6中焙烧温度最佳控制在600～700℃，时间为3～4h。

在本发明一个较佳实例中，所述步骤7中洗涤液pH控制在2～4。

在本发明一个较佳实例中，所述步骤8中在活化炉进行再次活化时，料层温度为600～700℃。