[发明专利]一种甲醇制芳烃的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲醇生产低碳芳烃领域，具体而言，涉及一种甲醇 制芳烃的催化剂及其制备方法。

背景技术

随着煤化工的发展，煤基甲醇合成与转化技术越来越成熟，近 几年为了提高竞争力，我国甲醇生产向着大型化，节能型发展，煤 基甲醇占甲醇产量的80％以上，甲醇产量逐年增加，进而出现了严 重的产能过剩问题，截止2012年11月，中国共有产能10万吨/年 以上的甲醇生产企业172家，产能合计为5050万吨/年。2011年我 国甲醇产量1984.1万吨，行业开工率约为41％。2012年我国甲醇 产量为2600万吨，行业开工率51％。我国的芳烃消费结构中主要 包括苯、甲苯、二甲苯，一般简称BTX，其中对二甲苯(PX)占 BTX消费总量的45％左右，工业上芳烃生产约95％左右来自于石油 化工，少量来自煤焦油加工，2010年我国BTX产量约1420万吨， 表观消费量达1900万吨，供需缺口约480万吨，其中PX自给率仅 61.6％，净进口332万吨。鉴于目前我国日益增长的芳烃需求及日 益产能过剩的煤基甲醇等问题，积极开展煤基甲醇制芳烃技术的开 发不仅缓解了市场对低碳芳烃的需求，还为煤基甲醇的综合利用找 到了一条可实现的道路。

甲醇制芳烃理念最早出现在Mobil公司开发的MTG技术中， 20世纪70年代Mobil公司开发了ZSM-5沸石分子筛，利用此沸石 分子筛可以有效地将甲醇转化为高辛烷值汽油，其中芳烃含量大于 35％。随后Mobil公司在美国申请了专利USP4590321，公开了甲醇 制芳烃的实验结果，该专利介绍采用P改性的ZSM-5沸石分子筛为 催化剂，P含量为2.7％，反应温度在400-450℃之间，甲醇进料空 速为1.3h^-1，实验结果显示P改性的ZSM-5分子筛催化剂在高级烃， 芳烃的选择性上比未改性的ZSM-5分子筛好很多，但是芳烃含量不 是很高。随后，Mobil公司又申请了美国专利USP4686312，公开了 将甲醇等低碳含氧化合物转化为富含芳烃的产品的多段反应工艺。 在第一段甲醇转化为低碳烷烃及烯烃，随后进入第二段反应器，在 催化剂的作用下进一步发生芳构化反应，获得富含低碳芳烃的产物。

紧接着，甲醇制芳烃技术中关于催化剂的研究报道层出不穷， 专利CN1880288A公开了一种甲醇转化制芳烃工艺及催化剂和催化 剂制备方法，其第一段催化剂的重量百分比组成为：小晶粒HZSM-5 62.0-85.0，Ga0.5-2.0，La0.2-1.0，粘结剂14.0-34.0。第二段催化剂 的特点在于硅镓的摩尔比为63-218，镧含量为0.83-2.12wt％，总酸 量为0.468-0.672mmol/g.cat的催化剂在360-480℃高温水蒸汽中活 化1-20h，使催化剂对环己烷的静态吸附量为0.073-0.079g/g催化剂。 还有田涛，魏飞等研究人员在2009年第29卷第1期《现代化工》 中发表文章《Ag/ZSM-5催化剂上甲醇芳构化过程》，本文详细的考 察了反应温度，催化剂酸性，甲醇分压和Ag浸渍量对甲醇芳构化 反应选择性的影响，高的甲醇分压有利于提高芳烃选择性，并显著 改变芳烃产品组成，芳烃选择性先是随着反应温度与银含量的升高 而升高。

但是，现有技术中普遍所用的催化剂活性虽然很好，但是容易 失活，缺乏稳定性，寿命较短大概也只能维持在10多天左右，在生 产过程中需要不断更换催化剂才能维持装置的正常运行，无形之中 提高了操作成本，人力物力浪费严重。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种甲醇制芳烃的催化剂的制备方 法，所述制备方法彻底解决了以上出现的技术问题，不但优化了分 子筛碱处理的操作条件，使得制备催化剂的方法更加标准化，操作 更加规范，操作条件也更加温和等优点。

本发明的第二目的在于提供一种所述的甲醇制芳烃的催化剂的 制备方法制备出的催化剂，该催化剂具有活性高，提高了烃类产物 的选择性，最重要的是能够显著提高催化剂自身的稳定性以及延长 使用寿命，不需要经常更换催化剂有利于生产的稳定运行以及节省 人力物力、减少了废物的输出绿色环保等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：