[发明专利]一种含改性珍珠陶土和ZSM-8的复合催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含ZSM-8和改性珍珠陶土的催化剂组合物。

背景技术

将饱和低链烷烃转化成化工上可直接利用的芳烃一直是人们广泛关注的课题。过去的若干年中，先后开发出利用沸石基催化剂使轻烃芳构化制备芳烃的方法，然而轻烃在催化剂上转化为芳烃是一个涉及多种反应的复杂过程，催化活性、选择性的控制一直是该领域中关注的焦点。

现有技术中已知的可以用作低级链烷烃转化为芳烃的催化剂中常采用含有稀土金属并任选地与合适的粘结剂粘结。氧化铝和氧化硅是这类催化剂中常用的粘结剂。此外，该类催化剂中常用沸石作为主要组分，对于沸石的改性主要通过浸渍、离子交换以及机械混合等方法将改性元素引入分子筛中。

发明内容

本发明的目的是提供一种含改性珍珠陶土和ZSM-8的复合催化剂组合物，该催化剂中使用了La改性的珍珠陶土作为粘结剂，并结合了Ga和Zn改性的ZSM-8，由于采用了该特殊的组分，使催化剂具有良好的链烷烃转化率和良好的芳烃总收率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含改性珍珠陶土和ZSM-8的复合催化剂制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

a）La改性珍珠陶土的制备：取0.21g硝酸镧，将其溶解于150ml去离子水中，将该溶液加热至60℃，而后加入10g粒度为500目的珍珠陶土，持续搅拌30分钟，待珍珠陶土分散开后，升温至110℃，在该温度下搅拌10h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥固体产物，将干燥后的固体粉末置于马弗炉中空气气氛中550℃焙烧5小时，得到La改性珍珠陶土；

b）Ga/Zn-ZSM-8的制备：取硝酸镓和硝酸锌溶于250ml的去离子水中，其中硝酸镓和硝酸锌的总重量为0.825g，搅拌溶解后备用；将ZSM-8分散在硝酸铵水溶液中，100℃下保持5小时，过滤后干燥，将干燥粉末15g加入上述硝酸镓和硝酸锌的溶液中，而后升温至100℃，恒温搅拌20小时，过滤并干燥固体物质，得到Ga和Zn改性的ZSM-8;

c）催化剂的制备：取质量比为3：1的Ga/Zn-ZSM-8和La改性珍珠陶土，加入搅拌器中，而后加入适量硅溶胶和蒸馏水，打浆、过滤后干燥，450℃焙烧0.5h后，破碎过筛，取20-100目的颗粒作为催化剂成品。

所述步骤a）中的搅拌速率均为400转/分。

所述步骤b）中的升温速率均为10℃/分。

所述步骤c）中的升温速率为10℃/分。

有益效果

本发明由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有如下有益效果：本发明的催化剂采用了La改性珍珠陶土作为粘结剂，同时采用了Ga和Zn改性的ZSM-8，由此得到的催化剂比现有技术中常规的催化剂具有更高的链烷烃转化率和更高的芳烃收率，且该催化剂的失活速率大大降低，使用寿命得到有效延长。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

La改性珍珠陶土的制备：取0.21g硝酸镧，将其溶解于150ml去离子水中，将该溶液加热至60℃，而后加入10g粒度为500目的珍珠陶土，持续搅拌30分钟，搅拌速率为400转/分待珍珠陶土分散开后，升温至110℃，在该温度下搅拌10h，搅拌速率为400转/分，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥固体产物，将干燥后的固体粉末置于马弗炉中空气气氛中550℃焙烧5小时，得到La改性珍珠陶土；

Ga/Zn-ZSM-8的制备：取硝酸镓和硝酸锌溶于250ml的去离子水中，其中硝酸镓和硝酸锌的总重量为0.825g，搅拌溶解后备用；将ZSM-8分散在硝酸铵水溶液中，以升温速率10℃/分升至100℃，100℃下保持5小时，过滤后干燥，将干燥粉末15g加入上述硝酸镓和硝酸锌的溶液中，而后升温至100℃，升温速率为10℃/分，恒温搅拌20小时，过滤并干燥固体物质，得到Ga和Zn改性的ZSM-8;

催化剂的制备：取质量比为3：1的Ga/Zn-ZSM-8和La改性珍珠陶土，加入搅拌器中，而后加入适量硅溶胶和蒸馏水，打浆、过滤后干燥，以升温速率10℃/分升至450℃，焙烧0.5h后，破碎过筛，取20-100目的颗粒作为催化剂成品。

对比例1

取质量比为3：1的实施例1制备的Ga/Zn-ZSM-8和普通粘土，加入搅拌器中，而后加入适量硅溶胶和蒸馏水，打浆、过滤后干燥，以升温速率10℃/分升至450℃，焙烧0.5h后，破碎过筛，取20-100目的颗粒作为催化剂成品。

对比例2