[发明专利]一种用于高碳烃转化制备低碳烯烃的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分子筛催化剂应用领域，具体涉及一种用于高碳烃转化制备低碳烯烃的催化剂及其制备方法。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃是基础有机化工原料，随着化学工业的发展，其需求量愈来愈大。迄今为止，低碳烯烃主要来源于石油裂解工艺过程。随着全球范围内石油资源的日益消耗，非石油路线制备低碳烯烃技术备受关注。目前MTP（甲醇制丙烯）工艺过程已进入工业化应用阶段。产品除丙烯外，还副产约45%汽油和液态燃料。其中芳烃类化合物约占45%。由此产生了将这部分副产品转化增产低碳烯烃的需求。

US5026935（1991年）公开了一种烃类裂解制乙烯方法，以C₄及C₄以上组分为原料，ZSM-5分子筛为催化剂，在600℃、WHSV=10h^-1条件下反应，产物具有高的乙烯选择性。ZL200310108177.5（2003年）公开了一种用于烯烃催化裂解生产丙烯的方法，使用P改性ZSM型分子筛催化剂，抑制了氢转移反应，以乙烯厂抽余混合碳四为原料，在530℃、重量空速10h^-1条件下反应，丙烯选择性54.7%，收率35.6%。US6797851B2（2004年）公开了一种两段法裂解制烯烃方法，以ZSM-5和具有十元环孔道的分子筛为催化剂，以C₄烯烃为原料在650℃反应，乙烯选择性56%，丙烯选择20%。US7098162B2（2006年）报道了一种石脑油及烃类原料深度催化裂化制低碳烃方法，以ZSM-5负载Cr₂O₃为催化剂，在730℃进行反应，水油比=0.71，WHSV=0.6h^-1时，乙烯选择性30.9%，丙烯选择性21.8%。US2007/0010699A1（2007年）公开了一种石脑油制低碳烯烃方法，使用碱处理的Mg-HPO₄-HZSM-5催化剂，在500℃进行反应，转化率86.1%，乙烯和丙烯选择性42.9%，其中丙烯选择性20.1%。US7326332B2（2008年）报道了一种多组分催化剂及在催化裂解中的应用，以石脑油或重烃为原料，使用ZSM-5和SAPO-11多组分催化剂，在500℃进行反应，丙烯选择性54.3%。CN1915518B（2010年）报道了一种催化裂化催化剂及其制备方法，催化剂由P、Mg、Ga、Ge等改性ZSM-5和稀土改性Y按一定比例混合制得，在530℃进行渣油裂解，乙烯选择性3.66%，丙烯选择性14.33%。虽然现有技术给出了多种催化剂，但是这些催化剂存在活性低或丙烯选择性低等缺点。

因此，人们对于原料转化率高、低碳烯烃选择性高、碳一组分选择性低的催化剂仍存在需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于高碳烃转化制备低碳烯烃，特别是丙烯的催化剂。所述催化剂可以具体适用于工业MTP过程副产高碳混合烃裂解制备低碳烯烃，但不限于MTP副产高碳混合烃的转化。本发明提供的催化剂，对烷烃、烯烃以及芳烃混合原料具有高的裂解性能，具有原料转化率高、低碳烯烃选择性高、碳一组分选择性低的特点。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于高碳烃转化制备低碳烯烃的催化剂。

本发明的另一目的是提供所述用于高碳烃转化制备低碳烯烃的催化剂的制备方法。

本发明的又一目的是提供所述用于高碳烃转化制备低碳烯烃的催化剂的使用方法。

根据本发明的第一个目的，本发明提供的用于高碳烃转化制备低碳烯烃的催化剂，由HY/HZSM-5复合分子筛和负载在其上的金属氧化物组成；其中，所述复合分子筛的SiO₂/Al₂O₃摩尔比为10～100:1；所述金属氧化物为Fe、Ce、Cr、Mo、Zn或La的氧化物中的一种或多种。

所述“HY分子筛”指的是具有FAU结构的沸石分子筛。

所述“HZSM-5分子筛”指的是具有MFI结构的沸石分子筛。

所述Fe、Ce、Cr、Mo、Zn或La的氧化物具有相似的作用，它们可以互换使用。

优选地，所述HZSM-5占所述HY/HZSM-5复合分子筛重量的50%以上；所述金属氧化物在所述催化剂中的重量百分比含量为0.5%～8%。