[发明专利]用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂，同时还涉及该用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂的制备方法。

背景技术

低碳烯烃是重要基本化工原料，国内外市场消费增长空间巨大，目前世界上的大部分乙烯产量来自于石脑油蒸汽裂解技术，丙烯生产主要以蒸汽裂解生产乙烯和炼油厂催化裂化的副产品而得。因世界石油储量有限，传统的生产低碳烯烃方法已不能满足市场需求，世界各国都开始致力于非石油路线制取乙烯和丙烯类烯烃的开发。

碘代法甲醇制取低碳烯烃（IMTO）是近年来开发出的低碳烯烃生产新路线，该方法以甲醇和氢碘酸的混合溶液为原料，在ZSM-5和改性ZSM-5分子筛双催化剂的作用下，首先发生亲核取代反应，生成碘甲烷，接着发生消去反应，脱去碘化氢生成低碳烯烃产品。但该方法存在反应中催化剂易积碳失活，寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用寿命长的用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂。

本发明的另一目的在于提供该用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂的制备方法。

一种用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂，由以下质量比的原料制得：ZSM-5: SAPO-34=0.1-1.0。

上述的用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂，其中：ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为SiO₂: Al₂O₃=45-360。

一种用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂的制备方法，包括：将SAPO-34与ZSM-5分子筛进行机械混合，其质量比为ZSM-5: SAPO-34=0.1-1.0，充分研磨后压片、粉碎即得，其中：ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为SiO₂: Al₂O₃=45-360。

本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本发明选用ZSM-5/SAPO-34复合分子筛作为IMTO方法的催化剂，有效延缓了催化剂积碳结焦时间。低碳烯烃（乙烯+丙烯）选择性达到85.4%时，1h催化剂积炭量为13.7%，与单独使用ZSM-5分子筛催化剂（1h积炭量为27.8%）相比，1h催化剂积炭量降低了14.1%，与单独使用SAPO-34分子筛催化剂（1h积炭量为21.5%）相比，1h催化剂积炭量降低了7.8%,由此可见其有效延长了催化剂使用寿命。

具体实施方式

实施例1-5

一种用于碘代法甲醇生产低碳烯烃的催化剂的制备方法，包括：将SAPO-34与质量比为n(SiO₂):n(Al₂O₃)=45-360的ZSM-5分子筛进行机械混合，其质量比为m(ZSM-5):m(SAPO-34)=0.1-1.0（具体见表1），充分研磨后压片、粉碎即得。

应用例

将上述实施例所得催化剂应用于碘化法甲醇制烯烃，采用固定床反应器，将ZSM-5/SAPO-34复合分子筛催化剂研磨过20-40目筛，填装入反应管。开启控温仪，反应管平均温度为250℃，通入氮气作为载气，流速为40ml·min^-1。待升温到设定温度，原料通过进料泵进入反应管，原料配比为CH₃OH:HI:H₂O=1:1:1，进料空速为2.0h^-1。反应一定时间后，反应产物经气液分离器分离，氢碘酸冷凝回收利用，气相产物进入气相色谱仪进行在线分析。所用ZSM-5/SAPO-34复合分子筛的质量比m(ZSM-5)/m(SAPO-34)和实验结果见表1所示。

表1