[发明专利]含有金属元素的复合型分子筛催化剂、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种含有金属元素的复合型分子筛催化剂，以催化剂重量百分含量计，包括以下组分：

a)10～90％的含有金属元素的复合型分子筛；

b)10～90％的粘结剂；

所述的粘结剂选自氧化铝、氧化硅或氧化镁中的至少一种；所述的复合型分子筛是由ZSM-5和M-AlPO分子筛组成，其中M-AlPO分子筛中含有金属元素M和AlPO分子筛；金属元素M是元素周期表中的ⅢA族或ⅢB族中的至少一种，所述元素周期表中的ⅢA族元素选自镓、元素周期表中的ⅢB族元素选自镧、铈中的至少一种，以催化剂中复合分子筛的重量百分含量计，金属元素含量为0.1～5％；

其中含有金属元素的复合型分子筛的合成方法如下所述：

a)先将一定量的铝源、磷源、含有ⅢA族或ⅢB金属元素的金属源，以及水充分搅拌，混合均匀形成均胶状物；

b)搅拌状态下向胶状物中加入模板剂，混合均匀后，形成M-AlPO分子筛合成液，各反应原料摩尔比：0.01～10Al∶0.01～10P∶0.01～10T∶10～100H₂O∶0.01～5M，M代表金属盐，T代表模板剂；

c)按照一定的液/固比，将ZSM-5分子筛投入M-AlPO分子筛合成液中，再加入一定量的水，充分搅拌后形成晶化混合液；其中，M-AlPO分子筛合成液与ZSM-5分子筛的液/固比＝0.1～10；补充水量为ZSM-5分子筛质量的10～200％；

d)将上述的晶化混合液分别先置于60～130℃下晶化5小时～10天，再置于160～200℃下晶化5小时～10天，得到固体产物，经分离、洗涤、烘干后，得到含有金属元素的复合型分子筛。

2.根据权利要求1所述的含有金属元素的复合型分子筛催化剂，其特征在于以重量百分含量计，复合型分子筛的含量为30～90％，粘结剂的含量为10～70％。

3.根据权利要求1所述的含有金属元素的复合型分子筛催化剂，其特征在于所述的AlPO分子筛是AlPO-4、AlPO-5、AlPO-8、AlPO-11或AlPO-18中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的含有金属元素的复合型分子筛催化剂，其特征在于催化剂中复合分子筛中的AlPO分子筛是AlPO-5、AlPO-8或AlPO-11中的至少一种。

5.权利要求1所述的含有金属元素的复合型分子筛催化剂的制备方法，包括如下几个步骤：

1)合成含有金属元素的复合型分子筛催化剂；

2)对复合型分子筛进行焙烧，去除有机模板剂；

3)称取一定量步骤2)所得分子筛与一定量的粘结剂、造孔剂均匀混合之后，加入一定量的水和稀硝酸溶液，混捏、挤条成型，得到柱条状样品，经80～120℃干燥，500～650℃焙烧，得到催化剂样品；其中造孔剂选自田菁粉、羧甲基纤维素或淀粉中的至少一种；

其中含有金属元素的复合型分子筛的合成方法如下所述：

a)先将一定量的铝源、磷源、含有ⅢA族或ⅢB金属元素的金属源，以及水充分搅拌，混合均匀形成均胶状物；

b)搅拌状态下向胶状物中加入模板剂，混合均匀后，形成M-AlPO分子筛合成液，各反应原料摩尔比：0.01～10Al∶0.01～10P∶0.01～10T∶10～100H₂O∶0.01～5M，M代表金属盐，T代表模板剂；

c)按照一定的液/固比，将ZSM-5分子筛投入M-AlPO分子筛合成液中，再加入一定量的水，充分搅拌后形成晶化混合液；其中，M-AlPO分子筛合成液与ZSM-5分子筛的液/固比＝0.1～10；补充水量为ZSM-5分子筛质量的10～200％；

d)将上述的晶化混合液分别先置于60～130℃下晶化5小时～10天，再置于160～200℃下晶化5小时～10天，得到固体产物，经分离、洗涤、烘干后，得到含有金属元素的复合型分子筛。

6.一种甲醇转化制烯烃的方法，以甲醇为原料，在固定床反应器中，反应温度300～650℃，反应压力为0.1～10Mpa，甲醇的重量空速为0.1～20h^-1的条件下，原料通过催化剂床层，与权利要求1～4所述的任意一种催化剂接触，生成烯烃。

7.根据权利要求6所述的甲醇转化制烯烃的方法，其特征在于反应温度为420～620℃，反应压力为1～5Mpa，重量空速为4～10h^-1。

8.根据权利要求7所述的甲醇转化制烯烃的方法，其特征在于反应温度为520～580℃，反应压力为2～4Mpa，重量空速为4～8h^-1。