[发明专利]一种将烷烃转化为芳烃的催化剂、制备方法及使用方法

权利要求书

1.一种将烷烃转化为芳烃的催化剂，其特征在于，在中空分子筛上负载金属或金属氧化物，金属或金属氧化物的质量分数为0.1％-6％，金属或金属氧化物在中空分子筛的内外表面的含量是分子筛体相含量的120-300％，转化效率是50-200mol C/(mol金属·h)；

所述的中空分子筛的种类为ZSM-5,Y分子筛、β分子筛，ZSM-11、ZSM-22、MCM-41或MCM-22；中空分子筛内部的空腔体积是分子筛总体积的10％-50％；

所述的金属或金属氧化物包括锌、铁、铜、铂、镍、镓、氧化钼、氧化锰、氧化镓、氧化锌、氧化铁和氧化铜中的一种或多种；

所述的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将制备得到的分子筛，浸入碱性溶液中，在120-200℃下，搅拌0.1-3小时，利用碱性溶液刻蚀分子筛；

(2)进行过滤后，将所得滤饼，放入容器，在0.1-1MPa下通入150-350℃水蒸汽处理0.1-3小时，增强中空分子筛的结晶度与强度并使得分子筛中的铝元素进一步向中空分子筛的内外表面富集；

(3)停止通水蒸汽后，将金属盐溶液浸渍到滤饼上，静置1-12小时，然后将水分蒸干，随后在450-600℃在预定的气氛中，焙烧2-6小时；

(4)停止焙烧后，降到室温，得到最终的催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种将烷烃转化为芳烃的催化剂，其特征在于,步骤(3)所述的金属盐包括可溶性的硫酸盐、硝酸盐、氯化物和铵盐中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种将烷烃转化为芳烃的催化剂，其特征在于,步骤(1)所述碱性溶液包括四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四乙基溴化铵、四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、NaOH和KOH中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种将烷烃转化为芳烃的催化剂，其特征在于,步骤(3)所述焙烧的气氛为空气、氮气、氩气或氢气，或氢气与氮气的混合物。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的催化剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将所述的催化剂放入流化床反应器中，在350-600℃，0.1-1MPa，烷烃质量空速0.5-20h^-1的条件下，将烷烃转化为芳烃；

(2)控制催化剂在流化床反应器中的平均停留时间为10秒至10分钟，定期将催化剂转移到再生流化床反应器中去；

(3)在再生流化床反应器中，通入空气，在600-720℃下，将催化剂上的积碳烧掉；

(4)控制催化剂在再生流化床反应器中的平均停留时间为1分钟到60分钟，定期将高温的催化剂送回到转化烷烃的流化床反应器中；

(5)从再生流化床反应器中返回的高温催化剂携带大量热量，为烷烃转化为芳烃供热，并维持流化床反应器的温度恒定；

(6)重复上述过程，使催化剂保持高的活性，使芳烃收率高于70％。

6.根据权利要求5所述的催化剂的使用方法，其特征在于，适于转化的烷烃包括C₃-C₇烷烃中的一种或多种。