[发明专利]一种锌基分子筛催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种锌基分子筛催化剂及其制备方法和应用，所述锌基分子筛催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)将硅源、锌源、水和酸溶液混合得到混合液；(2)将步骤(1)得到的混合液制成气溶胶，经干燥得到锌硅氧化物；(3)将步骤(2)得到的锌硅氧化物与四丙基氢氧化铵溶液混合，经晶化和焙烧后得到所述锌基分子筛催化剂，使用本发明所述方法制备的锌基分子筛催化剂催化丙烷脱氢制丙烯的过程为丙烷直接脱氢，没有任何氧化或还原气体，如二氧化碳、氧气或氢气等生成，具有较高的丙烷转化率，丙烯选择性和反应稳定性，具有明显的社会和经济效益。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种锌基分子筛催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

丙烯是仅次于乙烯的一种重要的有机化工原料，被广泛用于生产聚丙烯、异丙醇、羰基醇、丙烯腈等。目前我国对丙烯的需求量的增长速度已经远超过乙烯。丙烯主要来源于石油催化裂化和石脑油重整等传统工艺，但由于全球石油资源短缺使传统工艺远远不能满足实际生产要求，因此丙烷催化脱氢工艺的研究受到重视。

丙烷脱氢制丙烯反应是在高温、低压的条件下进行的，催化剂积碳失活严重，开发高活性、高选择性和高稳定性的丙烷脱氢制丙烯催化剂成为该技术的关键点。目前丙烷脱氢制丙烯催化剂主要有铬基催化剂和铂基催化剂，其中铬为有毒金属，现阶段已较少应用，铂基催化剂是被广泛应用的丙烷脱氢制丙烯催化剂。负载铂基催化剂虽然在550℃，常压的条件下经过15min具有46％的丙烷转化率和93％的丙烯选择性，但由于高温条件下积碳比较严重，10h后催化剂已失活，稳定性较差，使用寿命较短。另外贵金属催化剂成本也较高。

CN109382129A公开了一种丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法。所述丙烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分、Sn组分和Na组分，其中，所述载体为球形双介孔沸石复合载体，所述球形双介孔沸石复合载体含有沸石和具有一维六方孔道分布结构的介孔分子筛材料，其所述丙烷脱氢催化剂使用了Pt作为活性组分，成本较高，且其丙烷转化率较低。

CN110841709A公开了一种丙烷脱氢制丙烯铬系催化剂的制备方法，其将分子筛、扩孔剂分散于硝酸铝水溶液中，加入氢氧化钠水溶液混合形成悬浊液，沉淀物过滤洗涤后分散于铝溶胶溶液中，喷雾干燥后进行焙烧处理得到复合载体粉末，加入含有铬元素的浸渍液中分散均匀并恒温浸渍处理，干燥后经焙烧处理得到的负载活性组分粉末，加入拟薄水铝石与稀酸溶液，充分混合后挤出成型，再经焙烧处理得到丙烷脱氢制丙烯铬系催化剂。其所述方法使用有毒金属铬作为活性组分，容易造成环境污染。

上述方案存在有成本高、催化效率低或使用有毒金属的问题，因此，开发一种造价低廉、催化效率高且环境友好的丙烷脱氢制丙烯的催化剂是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锌基分子筛催化剂及其制备方法和应用，本发明通过简单的搅拌得到混合液，经气溶胶装置得到气溶胶，晶化后合成高结晶度，锌含量可控的锌基分子筛催化剂，催化剂合成过程压力低，温度低，能耗低，成本低，产率高，易于进行大规模的工业生产。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锌基分子筛催化剂的制备方法，所述锌基分子筛催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将硅源、锌源、水和酸溶液混合得到混合液；

(2)将步骤(1)得到的混合液制成气溶胶，经干燥得到锌硅氧化物；

(3)将步骤(2)得到的锌硅氧化物与四丙基氢氧化铵溶液混合，经晶化和焙烧后得到所述锌基分子筛催化剂。