[发明专利]一种将醇、醚转化为芳烃的催化剂及其制备、使用方法

权利要求书

1.一种将醇、醚转化为芳烃的催化剂，其特征在于，所述的催化剂包括如下按质量分数计的成分：针状纳米ZSM-5分子筛30-100%，金属0-10%，结构增强剂0-50%，稳定助剂0-10%。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的针状纳米ZSM-5分子筛的直径为5-100nm，长度为0.1-80μm，其Si/Al的摩尔比为10-100。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的金属为锌、银、镓、铜、铁和锰中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的结构增强剂为Al₂O₃，高岭土，SiO₂，ZrO₂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的稳定助剂为磷、硅、铈、钡和镧中的一种或多种。

6.一种权利要求1所述的将醇、醚转化为芳烃的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将高岭土用0.2-6mol/L的硫酸或盐酸在25-120℃的条件下处理1-48小时，然后过滤干燥；

（2）将氢氧化钠、水和经步骤（1）处理后的高岭土按照高岭土：氢氧化钠：水的质量比为（0.5-9）：（0.1-0.5）：40的比例混合均匀，室温下陈化0-48 h；然后移入水热釜中，在150-220℃、10-30rpm的条件下搅拌处理1-6天；将所得沉淀物经多次洗涤、过滤后在100-120℃下干燥3-24小时；然后在350-650℃下焙烧3-10小时，得到钠型纳米级ZSM-5分子筛；

（3）将步骤（2）得到的钠型纳米级ZSM-5分子筛在60-90℃下用1mol/L的NH₄NO₃进行三次交换处理；每次交换处理的时间为4小时，每次交换处理后在100-120℃下干燥10-24小时；然后在450-650℃下焙烧1-10小时，得到氢型针状纳米ZSM-5分子筛；

（4）制备得到将醇、醚转化为芳烃的催化剂：

Ⅰ、当直接使用针状纳米ZSM-5分子筛作为将醇、醚转化为芳烃的催化剂时，将步骤（3）得到的氢型针状纳米ZSM-5分子筛，通过常规的喷雾造粒与焙烧的方法，制成40-500μm的细粉状催化剂，用于流化床反应器；或通过常规的压制成型、干燥与焙烧的方法，制成平均粒径为3-8mm的颗粒状催化剂，用于固定床反应器；

Ⅱ、当使用金属与针状纳米ZSM-5分子筛两种组分制备将醇、醚转化为芳烃的催化剂时，将金属的可溶性盐配成0.1-2mol/L的水溶液，然后浸渍于氢型针状纳米ZSM-5分子筛上；然后通过常规的喷雾造粒与焙烧的方法，制成平均粒径为40-500μm的细粉状催化剂，用于流化床反应器；或直接通过常规的压制成型、干燥与焙烧的方法，制成平均粒径为3-8mm的颗粒，用于固定床反应器；

Ⅲ、当使用金属、稳定助剂与针状纳米ZSM-5分子筛三种组分制备将醇、醚转化为芳烃的催化剂时，直接将稳定助剂前驱体的溶液，浸渍于上述金属与针状纳米ZSM-5分子筛结合的催化剂上，或者将稳定助剂前驱体的溶液与金属的可溶性盐溶液同时浸渍于氢型针状纳米ZSM-5分子筛上；然后通过常规的喷雾造粒与焙烧的方法，制成平均粒径为40-500μm的细粉状催化剂，用于流化床反应器；或直接通过常规的压制成型、干燥与焙烧的方法，制成平均粒径为3-8mm的颗粒，用于固定床反应器；

Ⅳ、当使用金属、稳定助剂、结构增强剂与针状纳米ZSM-5分子筛四种组分制备将醇、醚转化为芳烃的催化剂时，直接将结构增强剂的前驱体的溶液，浸渍于前述的金属、稳定助剂与针状纳米ZSM-5分子筛结合的催化剂上，然后通过常规的喷雾造粒与焙烧的方法，制成平均粒径为40-500μm的细粉状催化剂，用于流化床反应器；或直接通过常规的压制成型、干燥与焙烧的方法，制成平均粒径为3-8mm的颗粒，用于固定床反应器；

或先将结构增强剂的前驱体浸渍于氢型针状纳米ZSM-5分子筛上，然后通过常规的喷雾造粒与焙烧的方法，制成平均粒径为40-500μm的细粉状催化剂半成品，再将稳定助剂前驱体的溶液与金属的可溶性盐溶液浸渍于所述的细粉状催化剂半成品上，然后通过常规的喷雾造粒与焙烧的方法，制成平均粒径为40-500μm的细粉状催化剂，用于流化床反应器；或直接通过常规的压制成型、干燥与焙烧的方法，制成平均粒径为3-8mm的颗粒，用于固定床反应器。