[发明专利]一种核壳型耐磨催化剂的制备方法及催化剂

说明书

本发明提供一种核壳型耐磨催化剂的制备方法，采用粘结剂及粘土通过喷雾干燥制备成核，将核在一定温度下焙烧，再将核的表面包覆一层催化剂浆液形成壳，制备出一种核壳型耐磨催化剂。与现有技术相比，采用本发明提供的制备方法制备出的核壳型催化剂，不仅耐磨程度高，降低了催化剂的损耗量，且分子筛主要包覆在催化剂表面，能够减少催化剂积碳，提高催化剂的扩散性能，大大降低了生产成本，同时可以使产品的双烯选择性达到市场的现有水平。

技术领域

本发明涉及一种核壳型耐磨催化剂的制备方法及催化剂，属于催化剂技术领域。

背景技术

乙烯、丙烯是重要的化工基础原料，传统的乙烯、丙烯生产技术主要是石脑油催化裂解而来，对于我国富煤贫油少气的能源情况，以煤为原料，经甲醇制烯烃技术部分替代石油路线生产乙烯和丙烯产品，有效解决了我国石油短缺的问题。

我国在煤转化技术方面的不懈、大量资源的投入使其成为煤化工技术突破及快速工业化的引人注目的亮点。它在大型-高效煤气化、煤直接液化、煤间接液化(也叫煤制油)、煤层原位气化、煤制烯烃方面有了明显的技术优势和突破。由中科院大连化物所研发出的的甲醇制烯烃技术率先于2010年在内蒙古的包头市开车成功，为大规模实现洁净、高效、经济效益好的煤制烯烃工业化奠定了坚实的基础。

甲醇制烯烃过程的技术核心是其催化剂技术。催化剂的活性、选择性、积碳率、尤其是其抗磨耗性能是决定甲醇制烯烃过程经济效益的主要因素。而分子筛催化剂SAPO-34是甲醇制烯烃催化剂必不可少的活性组分,它具有优异的水热稳定性，适宜的酸性活性中心与孔道结构，及优异的催化反应性能。寻找新型合成方法，尤其是对合成分子筛进行后改性处理，提升分子筛的催化反应性能，是该行业的研究开发热点，也是难点之一。催化剂的磨损指数间接反应其在大装置的吨烯烃产品消耗值，所以降低磨损指数和积碳，减少催化剂消耗，为客户带来经济效益也尤为重要。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种具有较低积碳率和极低磨损度的耐磨催化剂的制备方法及催化剂。

为解决上述技术问题，本发明提供一种核壳型耐磨催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)按比例将粘结剂一和粘土一混合作为模板剂，将模板剂溶于水中配置成质量分数为30％-60％的模板浆液，将模板浆液经过喷雾干燥，制备成平均粒径D50<50μm的微球，将微球在一定温度下焙烧后，制得模板；其中，模板剂中各组分百分含量为：粘结剂一1％-30％，其余为粘土一；

2)按比例将分子筛、粘结剂二和粘土二混合制得催化剂，将催化剂溶于水中配置成质量分数为30-65％的催化剂浆液；其中，催化剂中各组分百分含量为：分子筛1％-50％，粘结剂二1％-30％，其余为粘土二；

3)将模板加入催化剂浆液中，进行胶磨，使模板充分分散在催化剂浆液中，得到催化剂水浆；

4)将催化剂水浆进行喷雾干燥后，在一定温度下焙烧，得到核壳型耐磨催化剂。

进一步，所述粘结剂一和所述粘结剂二均为铝溶胶、硅溶胶、硅铝溶胶或金属氧化物溶胶；所述粘土一和粘土二均为蒙脱土、凹凸棒土、膨润土、高岭土或田菁土中的一种或组合。

进一步，步骤1)中，模板浆液在离心喷雾干燥器中进行喷雾干燥，干燥器进口温度为150-390℃、出口温度为100-140℃时，微球的焙烧温度为300-650℃，焙烧时间为3～9小时。

进一步，步骤1)中，模板的平均粒径d50≥35μm。

进一步，所述分子筛为硅铝分子筛。

进一步，所述硅铝分子筛为SAPO-34、SAPO-18或SAPO-56。

进一步，步骤3)中，胶磨温度为室温，胶磨后的水浆粘度为30-3000cPs。