[发明专利]一种用于以甲醇为原料制备芳烃的含镉和锰的分子筛催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于以甲醇为原料制备芳烃的催化剂，该催化剂包含镉和锰以及ZSM-5分子筛，所述催化剂中的硅铝摩尔比为SiO₂/Al₂O₃＝10-200，以CdO的形式计，基于所述催化剂的总重量，镉在催化剂中的重量百分比为0.1-10%，以MnO的形式计，基于所述催化剂的总重量，锰在催化剂中的重量百分比为0.01-3%，ZSM-5分子筛在催化剂中的重量百分比为87%-99.89%；

所述催化剂通过包括以下步骤的方法制备：

(1)将铝源、硅源、模板剂、镉源、锰源、水和任选的pH调节剂混合形成原料浆液；

(2)对所述原料浆液进行老化；

(3)将老化之后的所述原料浆液在水热条件下晶化。

2.一种用来制备如权利要求1所述的催化剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将铝源、硅源、模板剂、镉源、锰源、水和任选的pH调节剂混合形成原料浆液；

(2)对所述原料浆液进行老化；

(3)将老化之后的所述原料浆液在水热条件下晶化。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述老化在室温下进行1-10小时；所述水热条件的温度为120-200℃，在该水热条件下晶化1-120小时；在步骤(3)之后，还对步骤(3)制得的产物进行洗涤、干燥、焙烧，焙烧温度为300-650℃，焙烧时间为1-72小时。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述老化在室温下进行1-5小时；所述水热条件的温度为140-180℃，在该水热条件下晶化1-96小时；在步骤(3)之后，还对步骤(3)制得的产物进行洗涤、干燥、焙烧，焙烧温度为400-600℃，焙烧时间为5-48小时。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述原料浆液中，各种组分的摩尔比如下：

SiO₂/Al₂O₃=10-250:1；

Na₂O/SiO₂=0.1-0.8:1；

模板剂/SiO₂=0.05-0.5；

H₂O/SiO₂=5-50；

CdO/SiO₂= 0.001-0.5；

MnO/SiO₂=0.001-0.3；

步骤(1)制得的所述原料浆液的pH值为11-13。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于， 步骤(1)制得的所述原料浆液的pH值为12-13。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硅源选自：水玻璃、正硅酸乙酯、硅溶胶、白炭黑，及其任意组合。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铝源选自：异丙醇铝、拟薄水铝石、硫酸铝、硝酸铝、氯化铝，及其任意组合。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述模板剂是选自以下化合物的有机模板剂：正丁胺、三乙胺、乙二胺、四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵，及其任意组合。

10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述镉源选自：硝酸镉、硫酸镉、甲酸镉、乙酸镉、氯化镉及其任意组合；所述锰源选自：硝酸锰、氯化锰、硫酸锰、醋酸锰及其任意组合；所述pH调节剂选自NaOH、KOH、Na₂CO₃、NaHCO₃及其任意组合。

11.一种由甲醇制芳烃的方法，所述方法包括，在反应条件下，使得甲醇蒸气与权利要求1所述的催化剂或者通过权利要求2-10中任一项所述的方法制备的催化剂接触，从而生成芳烃产物。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法在固定床反应器或流化床反应器中进行，所述反应条件如下：反应温度为100-550℃；反应压力为0.1-5.0MPa；甲醇进料液体空速为0.1-20小时^-1。