[发明专利]一种应用于MTO反应的共生复合分子筛催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于MTO反应的共生复合分子筛催化剂及其制备方法，催化剂主要由SAPO‑34和RUB‑50分子筛结构共生复合而成，SAPO‑34分子筛占催化剂总重量60～99％，RUB‑50分子筛占催化剂总重量1.0％～40％，所述共生复合分子筛中氧化物硅铝摩尔比为20～200；所述共生复合分子筛X射线衍射谱图显示在特定的2θ角处有相对强度的特征衍射峰。本发明得到的具有LEV结构的RUB‑50和CHA结构的SAPO‑34形成共生复合分子筛，具有两种分子筛结构特征，产生结构的特殊性，使这种复合分子筛具有了更加合理分布的酸性和良好的水热稳定性，克服了其组分自身的局限性，在MTO反应中具有良好的催化活性、较高的乙烯和/或丙烯选择性、和优异的使用寿命，更好的满足工业应用的需求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及到一种应用于MTO反应的共生复合分子筛催化剂及其制备方法，具体涉及到SAPO-34/RUB-50共生复合分子筛催化剂，属于化工合成技术及其应用领域。

背景技术

RUB-50分子筛属于LEV拓扑构型型分子筛，具有沿[001]和[010]方向二维相交的八元环孔道、相对较小的孔道尺寸较低的骨架密度，其理论微孔孔容可达0.3ml/g。与SAPO-34分子筛相似的是，RUB-50分子筛也具有较大的分子筛笼，表明这类大微孔体积的小孔RUB-50分子筛催化剂在甲醇和乙醇转化制低碳烯烃中具有优异的选择性。RUB-50分子筛笼(0.63nm×0.73nm)比SAPO-34分子筛笼(0.67nm×1.0nm)尺寸小的，由于笼的大小本身限制了碳物种的体积，有可能改变芳环侧链反应得到乙烯和丙烯的相对比例，较小笼径的分子筛上生成较多的乙烯。因此，小孔硅铝分子筛中笼径大小是影响MTO反应中乙烯和丙烯相对含量的一个重要因素。

CHA型SAPO-34分子筛晶体是正交对称性，一维主孔道由双八元环构成，孔口尺寸0.38nm×0.38nm，骨架密度14.5；SAPO-34分子筛用于MTO反应，其较小的孔径和较大的比表面积加快了MTO反应速率并且提高了反应的选择性，但是具有积碳高、易失活和寿命短等缺点；而RUB-50分子筛属于弱酸型分子筛，虽然酸密度低可降低丙烷选择性，同时乙烯加丙烯的选择性会相应增加，但酸密度太低时催化剂活性过低，低碳烯烃的选择性也会有所降低。

乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基础化工原料，在石油化工以及精细化学品合成等领域有着重要而广泛的应用，主要依赖于石油资源进行生产。甲醇制烯烃(MTO)反应被认为是最成功且最具前景的采用非石油路径生产低碳烯烃的方法，在最近的几十年间，MTO反应得到了国内外科学家们广泛的关注。分子筛是目前甲醇制烯烃(MTO)过程中最为重要的催化剂，其优良的催化性能与活性位点的酸性特征及周围孔道的结构密不可分。在MTO催化反应中，SAPO-34分子筛外表面以及笼和孔道中易于形成体积较大的积碳类物质，极易导致催化剂的失活。因而有效地减少积碳类物质的生成速率，进而延长催化剂催化寿命，提高催化剂的催化性能具有极其重要的意义。

本发明以具有LEV结构的RUB-50和CHA结构的SAPO-34形成共生复合分子筛，具有两种分子筛结构特征，产生结构的特殊性，使这种复合分子筛具有了更加合理分布的酸性和良好的水热稳定性，克服了其组分自身的局限性，在MTO反应中具有良好的催化活性、较高的乙烯和/或丙烯选择性、和优异的使用寿命，更好的满足工业应用的需求，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是一种结构新型、共生复合分子筛及其合成方法，进行阳离子交换后可以作为性能优良的含氧化合物的原料转化成一种或多种烯烃的催化剂。

本发明公开了一种应用于MTO反应的共生复合分子筛催化剂及制备方法，其特征在于催化剂主要由SAPO-34和RUB-50分子筛结构共生复合而成，SAPO-34分子筛占催化剂总重量60～99％，RUB-50分子筛占催化剂总重量1.0％～40％，所述共生复合分子筛中氧化硅/氧化铝摩尔比为20～200；所述共生复合分子筛物相特征在于：X射线衍射谱图显示如列表中2θ角处有特征衍射峰，并对应相对衍射峰强度。