[发明专利]耐磨分子筛流化床催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨分子筛流化床催化剂的制备方法。

背景技术

乙烯和丙烯是重要的有机化工原料。目前世界上乙烯产量的98%以上是利用蒸汽裂解技术获得的，丙烯生产主要以蒸汽裂解生产乙烯的联产品和炼油厂催化裂化的副产品两种形式获得。由于石油需求的持续增长、产能增长有限以及石油资源的不可再生性，近年来原油价格上升趋势，已探明石油资源按现有生产水平仅可开采将近50年，开发生产乙烯和丙烯的非常规石油资源利用技术已迫在眉睫。

在原料供应方面，天然气或煤生产甲醇已实现工业化，规模不断扩大、技术日臻完善。天然气资源则相对丰富，尽管以很高的消费速度增长，但世界范围内的天然气供应仍可保证100多年,煤炭则是中国的优势资源。因此，在未来几十年里，世界范围内的能源结构将发生重大变化。从能源结构的多元化和可持续供应能力考虑，天然气、煤炭等非常规石油资源利用正越来越受到重视。

甲醇制烯烃（Methanol-To-Olefin，简称MTO）是指利用通常由天然气或煤生产的甲醇，在催化剂作用下生成聚合级乙烯、丙烯等低碳烯烃的工艺技术。MTO技术开拓了从非常规石油资源出发制取化工产品的一条新工艺路线，已成为新能源资源技术研究开发热点之一。

甲醇制烯烃过程，需要在分子筛择形催化的作用下进行。很多分子筛均可用于甲醇制烯烃的催化剂活性组分，比如广为人知的ZSM-5分子筛、SAPO分子筛等。其他可用于甲醇制烯烃反应的分子筛有T沸石、ZK-5、毛沸石和菱沸石等。到目前为止，应用于甲醇制烯烃反应过程的分子筛以SAPO-34分子筛性能最佳，SAPO-34分子筛是一种磷酸硅铝微孔晶体，结构类似于菱沸石，属于三方晶系，具有三维孔道结构，其孔口直径为0.43nm，具有强择形性，因而用于甲醇制烯烃反应时表现的性能良好，低碳烯烃的选择性较高。

分子筛应用于工业催化时，一般不能采用100%的分子筛制备成催化剂应用于工业过程。分子筛自身的粘结性比较差，粒度过于细小，难于成型为直接应用于工业过程的催化剂。分子筛的制造成本一般较高，如果采用100%的分子筛作为工业催化剂，将使得工业过程的运作成本增加。工业过程一般要求催化剂具备一定的形状和强度以适应于工业反应器。对于固定床反应器，催化剂在安装之后无需移动，但催化剂需要具备一定的抗压碎强度以防止在装剂过程中催化剂受到冲击而破损，并防止安装在下层的催化剂由于承受压力而破碎，催化剂的破损粉化可能导致系统压力降的上升，反应行为可能会出现异常，产品组成发生变化，不利于目标反应过程。对于流化床反应器，由于催化剂本身在反应器中不断循环流动或者湍流，催化剂颗粒与颗粒、催化剂与反应器器壁、催化剂与再生器器壁、催化剂与取热器器壁、催化剂与输送管道之间的摩擦和碰撞都会使催化剂磨细和破损，最终以细粉的形式逸出反应器。所以对于流化床反应器来说，催化剂需要有良好的耐磨性能，以满足工业过程的要求。

成品流化床催化剂需要合适的粒径，当粒径过小时催化剂非常容易从反应-再生系统中逃逸从而对整个生产系统造成负担，同时也造成了一定的经济损失。另一方面，在催化剂生产的喷雾成型过程中产生的细粉通过旋风分离器收集，这部分未经焙烧的催化剂细粉不仅造成了生产原料的浪费，而且将其作为废料处理更增加了生产成本。

文献CN1791463公开了一种制备分子筛催化剂的方法，该方法将分子筛、液体、有效硬化量的干燥的分子筛催化剂一起混合形成淤浆，干燥该淤浆后焙烧，形成耐磨催化剂。

文献CN101259425A公开了一种高耐磨强度的流化床催化剂的制备方法，该方法将分子筛、粘结剂、基体材料、催化剂细分、液体介质混合后控制等电点，干燥悬浮液形成微球催化剂并焙烧后得到耐磨催化剂。

文献CN1341584A公开了一种用于轻烯烃生产的耐磨催化剂的方法，该方法通过将分子筛含量保持在40重量%或更低从而提高催化剂的耐磨性能。

尽管已经有一部分专利涉及到流化床催化剂提高耐磨强度，但是如何在提高耐磨强度的同时降低催化剂生产成本，仍需进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在分子筛流化床催化剂的生产成本较高的问题，提供一种新的耐磨分子筛流化床催化剂的制备方法。该方法可以显著降低生产成本，同时制得的流化床催化剂耐磨性能较好。