[发明专利]能够提高MTA反应稳定性的催化剂及其制备方法和应用方法

说明书

本发明公开了一种能够提高MTA反应稳定性的催化剂及其制备方法和应用方法，其中，该催化剂由用来催化甲醇制低碳烯烃的A催化剂和用来催化低碳烯烃芳构化的B催化剂两部分组成，并且采用A催化剂在上层、B催化剂在下层、中间用石英棉隔开的耦合方式来催化甲醇制烯烃反应。本发明的有益之处在于：该催化剂具有多级孔结构，孔道不易堵塞，从而能够提高MTA反应稳定性，稳定性至少可以维持在190h以上，平均芳烃收率能保持在27％以上。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法和应用方法，具体涉及一种能够提高MTA反应稳定性的催化剂及其制备方法和应用方法，属于化学技术领域。

背景技术

芳烃是有机化工的重要原料，包括：单环芳烃、多环芳烃及稠环芳烃，可用来合成橡胶、纤维、树脂等。

目前，芳烃生产以催化裂化和催化重整为主。但是，由于石油紧缺、石油价格居高不下以及我国存在富煤少油的特点，所以通过甲醇制芳烃(MTA)在我国具有较好的前景。

在甲醇制芳烃过程中，使用的催化剂主要有：HZSM-5、酸处理ZSM-5等，这些催化剂均具有微孔孔道，然而，由于这些催化剂的微孔孔道易积碳，所以容易造成催化剂因孔道堵塞而失活，因此甲醇制芳烃普遍存在反应稳定性较差的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有多级孔结构、孔道不易堵塞从而能够提高MTA反应稳定性的催化剂，以及该催化剂的制备方法和应用方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种制备能够提高MTA反应稳定性的催化剂的方法，其特征在于，该催化剂由用来催化甲醇制低碳烯烃的A催化剂和用来催化低碳烯烃芳构化的B催化剂两部分组成，其中：

A催化剂的制备方法如下：

取33.3g硅溶胶35℃恒温搅拌10min，先加入33.4g浓度为65wt％的乙胺溶液35℃恒温搅拌60min，然后加入67.5mL浓度为0.037g/mL的H₃BO₃溶液35℃恒温搅拌10min，最后加入1.041g浓度为1wt％的晶种溶液35℃恒温搅拌1h，之后将混合溶液装釜170℃恒温晶化3d，然后将生成的晶体用去离子水离心洗涤并烘干，将烘干后的晶体在550℃焙烧4h，之后进行研磨、碱处理和按交换，最终得A催化剂；

B催化剂的制备方法如下：

取1.365g硝酸锌和7mL去离子水迅速搅拌混合并超声30min，然后加入10g硅铝比为18或23的HZSM-5分子筛，迅速搅拌均匀后烘干过夜并研磨，最后在500℃焙烧4h，即得B催化剂。

前述的制备能够提高MTA反应稳定性的催化剂的方法，其特征在于，前述浓度为1wt％的晶种溶液的制备方法如下：

于35℃将70g四丙基氢氧化铵和30g去离子水放置在圆底烧瓶中混合搅拌配成溶液，然后将50g正硅酸乙酯逐滴加入到上述溶液中，35℃搅拌2.5h，之后于80℃老化72h，得到浓度为1wt％的晶种溶液。

前述的制备能够提高MTA反应稳定性的催化剂的方法，其特征在于，前述碱处理的操作具体如下：

取0.48g氢氧化钠和60mL去离子水配制成氢氧化钠溶液，向上述氢氧化钠溶液中加入0.02g硝酸铝，于65℃水浴锅中待恒温后加入2g研磨后的晶体，搅拌30min，之后离心，沉淀物用去离子水洗涤2-3次，烘干、研磨后在500℃焙烧4h，取出备用。

前述的制备能够提高MTA反应稳定性的催化剂的方法，其特征在于，前述按交换的操作具体如下：