[发明专利]一种用于合成丙烯的催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种用于以甲醇或二甲醚为原料合成丙烯的催化剂，其特征在于：主要是由以下原料制成的：

a)SiO₂/Al₂O₃摩尔比为10～1000的ZSM-5分子筛；

b)占催化剂总质量的10～50％的粘结剂；

c)以金属成分计，含量占催化剂总质量的0.2～5％的助剂；

d)以P₂O₅计，含量占催化剂总质量的1～30％的含磷化合物；

其中，该催化剂按下述方法制备得到：

将SiO₂/Al₂O₃摩尔比为10～1000的ZSM-5分子筛用粘结剂和助剂共同挤条成型后，焙烧并离子交换成HZSM-5分子筛，然后以含磷化合物对HZSM-5分子筛进行改性，再采用水蒸气对其进行二次处理而成。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述原料b)中，粘结剂包括：氧化铝、氧化硅、氧化镁、高岭土和磷酸铝中的一种或几种混合物。

3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述原料c)中，助剂包括：含镧、铈或钇元素的硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐和草酸盐的一种或几种混合物；

其中，助剂量以金属成分计，含量占催化剂质量的0.5～2％。

4.如权利要求3所述的催化剂，其特征在于：所述助剂为含镧、铈或钇元素的硝酸盐。

5.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述原料d)中，含磷化合物选自磷酸、亚磷酸、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、三氯化磷和五氯化磷中的一种或几种混合物；

其中，含磷化合物以P₂O₅计，含量占催化剂总质量的3～15％。

6.如权利要求5所述的催化剂，其特征在于：所述含磷化合物为磷酸、亚磷酸。

7.如权利要求1所述的用于以甲醇或二甲醚为原料合成丙烯的催化剂的制备方法，包括步骤：

1)合成SiO₂/Al₂O₃摩尔比＝10～1000的ZSM-5分子筛，用粘结剂和助剂共同将所得ZSM-5挤条成型，经焙烧及离子交换后得到条状HZSM-5；

2)以含磷化合物对步骤1)中的条状HZSM-5进行改性，改性后的HZSM-5经300～800℃焙烧1～50小时；

3)将步骤2)中所得的改性并焙烧过的HZSM-5，在温度为500～700℃、水的液相空速为0.02～5h^-1的条件下处理0.5～20小时，所得产物经破碎后，筛选20～40目的颗粒，制得MTP催化剂。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，焙烧温度为400～650℃、焙烧时间为2～100小时；

采用0.1～5摩尔/升的氯化铵、硝酸铵或盐酸溶液，在80～100℃、液体与固体的质量比为3∶1～15∶1的条件下，进行离子交换。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，改性后的HZSM-5经400～600℃焙烧3～20小时。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，改性并焙烧过的HZSM-5，在温度为550～650℃、水的液相空速为0.1～2h^-1的条件下，处理0.5～4小时。

11.如权利要求1所述的催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂应用于以甲醇或二甲醚为原料合成丙烯的反应中，其反应条件为：常压，温度300～700℃，甲醇液体空速0.2～10h^-1或二甲醚气体空速为300～3000h^-1，甲醇与水的质量比1∶5～10∶1。

12.如权利要求11所述的应用，其特征在于：所述反应条件为：常压，温度350～550℃、甲醇液体空速1～3h^-1或二甲醚气体空速为500～1500h^-1，甲醇与水的质量比1∶2～4∶1。