[发明专利]一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂及其应用

权利要求书

1.一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂，其特征在于，该催化剂通过以下方法制备得到：

步骤一、将HZSM-5分子筛粉、大孔拟薄水铝石粉和田菁粉混合均匀后得到混合料，然后向混合料中加入羧甲基纤维素钠水溶液混合均匀并进行碾压，再依次进行挤条和干燥，自然冷却后得到未经改性的条形分子筛催化剂；所述HZSM-5分子筛粉的平均粒度为0.5μm，硅铝摩尔比为50~60，比表面积不小于200m²/g，孔容不小于0.15mL/g，Na₂O的质量百分含量不大于0.1%；所述大孔拟薄水铝石粉的比表面积不小于250m²/g，孔容不小于1.0mL/g，Na₂O的质量百分含量不大于0.05%，Al₂O₃的质量百分含量为70%；所述未经改性的条形分子筛催化剂中田菁粉的质量百分含量为3.0%；所述羧甲基纤维素钠水溶液的质量浓度为0.5%，所述羧甲基纤维素钠水溶液的加入体积为混合料质量的34.5%~36.5%，体积的单位为mL，质量的单位为g；

步骤二、将步骤一中得到的未经改性的条形分子筛催化剂加入到Na₂CO₃水溶液加热进行碱改性，取出烘干得到碱改性后的条形分子筛催化剂；所述碱改性的温度为50℃~70℃，时间为2h~4h；

步骤三、将步骤二中得到的碱改性后的条形分子筛催化剂加入到柠檬酸水溶液中进行酸改性，取出烘干得到酸改性后的条形分子筛催化剂，再将酸改性后的条形分子筛催化剂进行焙烧处理，得到改性分子筛催化剂；所述酸改性的温度为50℃~70℃，时间为2h~4h；所述改性分子筛催化剂中HZSM-5分子筛粉的质量百分含量为60%~80%， Al₂O₃的质量百分含量为20%~40%。

2.根据权利要求1所述的一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂，其特征在于，步骤二中所述碱改性的过程中未经改性的条形分子筛催化剂与Na₂CO₃水溶液的质量比为1：（20~30），所述Na₂CO₃水溶液的配制原料Na₂CO₃为分析纯试剂。

3.根据权利要求1所述的一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂，其特征在于，步骤三中所述酸改性的过程中碱改性后的条形分子筛催化剂与柠檬酸水溶液的质量比为1：（20~30），所述柠檬酸水溶液的配制原料一水合柠檬酸为分析纯试剂。

4.根据权利要求1所述的一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂，其特征在于，步骤一中所述干燥和步骤二、步骤三中所述烘干的温度均为100℃~120℃，时间均为2h~4h。

5.根据权利要求1所述的一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂，其特征在于，步骤三中所述焙烧处理的过程为：在空气气氛中以100℃/h的升温速率升温至250℃保温1h，然后以100℃/h的升温速率继续升温至350℃保温1h，最后以100℃/h的速率升温至500℃保温1h。

6.一种权利要求1~5中任一权利要求所述的乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将改性分子筛催化剂装填在固定床反应器中，然后向固定床反应器中通入氮气，并加热进行活化；

步骤二、向固定床反应器中通入乙醇水溶液进行乙醇脱水反应，得到乙烯。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤二中所述乙醇水溶液的质量浓度为50%，乙醇水溶液的空速为1.5h^-1，乙醇水溶液的通入压力为0.25MPa，所述乙醇脱水反应的温度为240℃~350℃。