[发明专利]一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于，以催化剂本身质量计，包括以下质量百分含量的组分：40%～70%的由硬模板法合成的多级孔HZSM-5分子筛，20~40%的HMCM-22分子筛，0.1%-5.0%的主活性组分，0.05%-5.0%的贵金属改性剂，0.1%-5.0%非贵金属改性剂，10% ~20%的粘结剂，以上各组分的质量百分含量之和为100%；所述的主活性组分为Ga、Zn中的任意一种；所述的贵金属改性剂为Pt、Pd、Ru、Ag中的任意一种或任意两种；所述的非贵金属改性剂为Cr、Nb、W、Pr、Eu中的任意一种或多种混合改性剂；

该催化剂按照如下步骤进行制备：

1）将称量好的多级孔HZSM-5分子筛、HMCM-22分子筛、主活性组分混合后加入1~3倍总质量的去离子水形成泥浆并在球磨机中球磨；球磨30min取出加入固体质量3~6倍的去离子水，并在70~90℃搅拌处理3~8h；然后将上述溶液通过喷雾干燥得到微粉，并在500~600℃煅烧2~6h，得到催化剂前驱体Ⅰ；

2）将催化剂前驱体Ⅰ、适量的去离子水和粘结剂充分混合后挤条成型，然后在500 ℃煅烧4 h得到前驱体Ⅱ；

3）将前驱体Ⅱ等体积浸渍于贵金属改性剂和非贵金属改性剂盐的混合溶液中，再进行真空脱气处理后静止浸渍；将上述样品烘干后，在空气氛围中于煅烧，即得到用于芳构化反应的复合多级孔分子筛催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于多级孔HZSM-5分子筛的制备方法包括如下步骤：

采用硅溶胶为硅源，硝酸铝作为铝源，四丙基溴化铵为模板剂，按一定比例配成溶液，并通过HNO₃控制pH值，然后加入硬模板剂并搅拌；随后在动态晶化釜中晶化得到分子筛浆料，该浆料洗涤过滤干燥后，在流动空气条件下煅烧得到Na-ZSM-5；在液质比10：1条件下，Na型分子筛与NH₄NO₃溶液交换几次后烘干，煅烧得到多级孔HZSM-5分子筛原料。

3.根据权利要求2所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于：多级孔HZSM-5分子筛中，SiO₂与Al₂O₃的摩尔比为20~100；硬模板剂为碳纳米管、介孔碳、炭黑中的任意一种，其添加量为硅源质量的5~40%。

4.根据权利要求1所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于：所述的HMCM-22分子筛中SiO₂/Al₂O₃摩尔比20~100。

5.根据权利要求1所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于：所述的主活性组分来源为硝酸盐、氯化盐的化合物。

6.根据权利要求1所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于：所述的贵金属改性剂来源为硝酸盐、氯化盐的化合物。

7.根据权利要求1所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于：所述的非贵金属改性剂中，除W来自偏钨酸铵外，其余来源为硝酸盐、氯化盐的化合物。

8.根据权利要求1所述的一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于：所述的粘结剂选为硅溶胶、铝溶胶和高岭土中的任意一种。

9.根据权利要求1所述一种用于低碳烷烃制芳烃复合多级孔分子筛催化剂，其特征在于，真空脱气的条件为：在-0.03MPa至-0.06 MPa的条件下真空脱气处理15~60min，然后静止浸渍24h；上述样品烘干后，在空气氛围中于400℃-600℃煅烧2-6h。