[发明专利]用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM‑5分子筛催化剂及应用

权利要求书

1.一种用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征是它包括以重量份计的如下组分：氧化铁15份，氧化钴15份，氧化钼10份，氧化镓10份，ZSM-5分子筛50份；

它还需经过以下步骤获得：⑴载体预处理：将长条状ZSM-5分子筛置于马弗炉内煅烧，然后进行研磨筛分，制定出10~200目的ZSM-5分子筛载体颗粒；

⑵主活性组分的引入：将经过预处理的ZSM-5分子筛载体颗粒与Fe(NO₃)₃·9H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O的溶液混合搅拌浸渍, 干燥除去水分后在马弗炉内进行煅烧活化，冷却后进行研磨筛分，得到Fe-Co/ZSM-5样品；

⑶助活性组分的引入：将步骤⑵制备得到的Fe-Co/ZSM-5样品首先与(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O溶液混合搅拌浸渍，干燥除去水分后在马弗炉内进行煅烧活化，冷却后进行研磨得到Fe-Co-Mo/ZSM-5样品，然后将得到的Fe-Co -Mo/ZSM-5样品与Ga(NO₃)₃·9H₂O溶液混合搅拌浸渍，干燥除去水分后在马弗炉内进行煅烧活化，冷却后进行研磨得到Fe-Co-Mo-Ga/ZSM-5催化剂；

⑷催化剂的成型：将所得的Fe-Co-Mo-Ga/ZSM-5催化剂进行成型筛分，制备出30~40目的用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM-5分子筛催化剂；

所述生物质包括农作物秸秆或者农林废弃物。

2.根据权利要求1所述的用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征是载体预处理是指将长条状、10~100g的ZSM-5分子筛置于马弗炉内，在500~800^oC煅烧2~10h，然后进行研磨筛分，制备出10~200目的ZSM-5分子筛载体颗粒。

3.根据权利要求1所述的用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征是主活性组分的引入是指将10~100g、10~200目的ZSM-5分子筛载体颗粒与0.1~0.5mol/L的可溶性铁盐、0.1-1mol/L的可溶性钴盐溶液进行混合搅拌浸渍, 浸渍完毕后，在100~200^oC下干燥12~24h，然后将所得试样置于马弗炉内，在500~900^oC煅烧2~10h，将煅烧完毕的催化剂置于干燥器内冷却至室温，然后进行研磨得到Fe-Co/ZSM-5样品。

4.根据权利要求1所述的用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM-5分子筛催化剂，其特征是助活性组分的引入是指将步骤⑵制备得到的Fe-Co/ZSM-5样品与0.1~0.5mol/L钼盐溶液混合进行混合搅拌浸渍, 浸渍完毕后，在100~200^oC下干燥12~24h，然后将所得试样置于马弗炉内，在500~800^oC煅烧2~10h，将煅烧完毕的催化剂置于干燥器内冷却至室温，然后进行研磨得到Fe-Co-Mo/ZSM-5样品，然后将得到的Fe-Co-Mo/ZSM-5样品与0.1~0.5mol/L镓盐溶液混合搅拌，在40~110^oC下浸渍3~12h，在100~300^oC下干燥20h，随后将所得试样置于马弗炉内，在500~800^oC煅烧4~10h，将煅烧完毕的样品置于干燥器内冷却至室温，然后进行研磨得到Fe-Co-Mo-Ga/ZSM-5催化剂。

5.一种如权利要求1所述用于生物质热解制轻质芳烃的改性ZSM-5分子筛催化剂的应用，其特征是：对以农作物秸秆、农林废弃物等生物质为原料定向热解制备轻质芳烃的过程采用固定床反应装置，用流量为50ml/min的N₂将生物质热解后产生的混合蒸汽带入催化剂床层进行反应，反应得到热解产物分离得到轻质芳烃；反应温度为200~700℃，热解时间为0.5h~2h, 催化剂用量与原料用量之比为0.1~10。