[发明专利]MTO催化剂的制备方法、MTO催化剂及其应用

说明书

本发明涉及催化剂合成领域，具体涉及一种MTO催化剂的制备方法、MTO催化剂及其应用。所述方法包括：(1)将铝源、磷源、硅源、有机模板剂R与水，按照一定摩尔比进行混合，混合后加入添加剂A，得到混合液I，添加剂A与铝源Al₂O₃的摩尔比为(0.1‑1.5):1，经陈化后进行水热晶化，添加剂A为酯类物质、酸性物质、硅溶胶、磷酸中的至少一种；(2)将上述产物降温后经进行闪蒸，除去有机模板剂R，得到浆液a；(3)将浆液a与粘结剂、载体进行混合，加入胶体磨中进行研磨、搅拌，得到浆液b；(4)将浆液b进行喷雾成型，焙烧得到MTO催化剂。本发明所述方法提高了分子筛收率，降低了催化剂生产成本。所制得的催化剂具有较高的堆密度以及优异的耐磨性和催化性能。

技术领域

本发明涉及催化剂合成领域，具体涉及一种MTO催化剂的制备方法、MTO催化剂及其应用。

背景技术

甲醇制烯烃(MTO)连续流化床工艺要求催化剂具有良好的催化性能、较高的耐磨强度、较好的球形度以及适宜于流化床反应器的粒径分布。

而SAPO-34分子筛是MTO催化剂的重要组成部分，其对MTO催化剂成型后性能的优劣有着至关重要的影响。工业分子筛催化剂的制备过程主要包括浆液配制(分子筛、黏结剂、载体等的混合)、浆液搅拌均匀、喷雾干燥成型和高温焙烧活化。黏结剂和载体的选择、浆液的配制、干燥机的入口和出口温度、干燥速率、喷雾状态和成型后的处理等都会影响催化剂的形状、粒径分布、耐磨强度、结构性能、催化性能及使用性能。

其中，浆液的制备方法为：(1)将分子筛分散在去离子水中形成悬浮液；(2)配制黏结剂溶胶；(3)用去离子水分散载体材料；(4)将上述悬浮液或胶体溶液混合形成浆液。将所得浆液经过喷雾干燥制备出成型催化剂，成型催化剂经高温焙烧活化、硬化处理后即可用于工业生产。

US7301065B2公开了提高SAPO-34分子筛催化剂耐磨强度和控制成型催化剂粒径分布的成型方法。浆液固含量太高或太低都将降低成型催化剂的耐磨强度，浆液总固含量(质量分数)优选为44％-46％，其中分子筛在总固含量中占40％-48％，黏结剂在总固含量中占7％-15％，载体在总固含量中占40％-60％。在优化浆液中物料配比的方案中，黏结剂与分子筛的最佳配比为0.15-0.40，成型催化剂的磨损指数(以质量分数计)最优为(0.2％-2.0％)/h。按上述原料配比制成的成型催化剂的微孔比表面积为400-600m²/g，为SAPO-34分子筛微孔比表面积70％-90％左右。

CN1341584A公开了一种可有效地将甲醇转化为轻烯烃的催化剂，该催化剂包含晶体金属磷酸铝盐分子筛、无机氧化物黏结剂及黏土类载体(如高岭土)。通过将分子筛的质量分数保持在40％或更低，即减少SAPO-34分子筛的用量，可提高催化剂的耐磨强度。标准磨损测试数据表明，磨损指数可控制在1.0％/h以下。

US7301065B2公开了由部分干燥的分子筛(如60℃下干燥3h)成型的催化剂比未经干燥、湿滤饼成型的催化剂磨损指数低，前者的磨损指数为0.75％/h，后者的磨损指数为1.03％/h。粒径分布测试结果表明，由部分干燥的分子筛成型的催化剂在0.9μm和5μm处呈双峰分布。成型催化剂的外表面组成与内部组成基本一致时，耐磨强度高；催化剂内外组成不均匀时，催化剂易受外力作用破碎或分裂。当成型催化剂内部黏土与铝元素的质量比为2.2-2.6、表面处黏土与铝元素的质量比为2.1-2.8时，催化剂的磨损指数低于0.3％/h。

CN1316301A公开了一种沸石催化剂的制备方法，该方法为不将催化剂与浆液分离，直接将合成沸石时形成的悬浮液与低聚硅溶胶混合制备水质分散液，然后进行喷雾干燥。