[发明专利]一种甲醇转化制丙烯催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种甲醇转化制丙烯催化剂及其制备方法，该制备方法包括：(1)将H‑ZSM‑5分子筛加入球磨机中进行球磨，得到球磨后的H‑ZSM‑5分子筛；(2)配制包含第一改性剂和第二改性剂的改性剂水溶液，其中所述第一改性剂为选自Cr、Fe、Ca、Mn、Ir、Cu、Mo、Mg和Ru的硝酸盐或硫酸盐中的一种或多种，所述第二改性剂为选自Sr、W、La、Ce、Cs、Ag、Ga、V和Co的硝酸盐或硫酸盐中的一种或多种，第一改性剂和第二改性剂的物质的量比为1:0.1～1；(3)将改性剂水溶液加入到球磨后的H‑ZSM‑5分子筛中，在25～40℃下搅拌0.5～5h，然后于50～90℃下反应8～48h；和(4)反应产物经过滤、洗涤、干燥、研磨和焙烧制得目标产物。本发明的催化剂具有高的丙烯选择性和P/E比。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种甲醇转化制丙烯催化剂及其制备方法。

背景技术

丙烯是仅次于乙烯的重要石油化工基础原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、苯酚、丙酮、异丙苯、丁醇、辛醇、丙烯酸及异丙醇等基础有机化工产品。目前，丙烯主要来自蒸汽裂解和催化裂化(FCC)工艺，严重依赖于石油资源。随着石油资源的日益枯竭，非石油路线制丙烯技术受到了广泛地关注。目前，以煤和天然气为原料经由甲醇制取丙烯(MTP)是最有望取代石油获取丙烯的工艺路线之一。

在MTP工艺中，优良性能的催化剂是高丙烯收率的关键。ZSM-5分子筛由于其特殊的孔道结构和酸性在MTP反应中具有优异的催化性能，目前被广泛用于制备MTP催化剂。然而在现有技术中，已公开的ZSM-5型催化剂普遍存在丙烯选择性低、丙烯/乙烯比(P/E比)低，成型后丙烯选择性下降等缺点。

因此，目前存在对性能改进的甲醇转化制丙烯催化剂的迫切需求。

发明内容

因此，本发明的目的是针对现有MTP技术中存在的丙烯选择性低的技术问题，提供了一种新的甲醇转化制丙烯催化剂及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供了一种制备甲醇转化制丙烯催化剂的方法，所述方法包括：

(1)将H-ZSM-5分子筛加入球磨机中进行球磨，得到球磨后的H-ZSM-5分子筛；

(2)配制包含第一改性剂和第二改性剂的改性剂水溶液，其中所述第一改性剂为选自Cr、Fe、Ca、Mn、Ir、Cu、Mo、Mg和Ru的硝酸盐或硫酸盐中的一种或多种，所述第二改性剂为选自Sr、W、La、Ce、Cs、Ag、Ga、V和Co的硝酸盐或硫酸盐中的一种或多种，所述第一改性剂和所述第二改性剂的物质的量比为1:0.1～1；

(3)将步骤(2)中得到的改性剂水溶液加入到步骤(1)中得到的球磨后的H-ZSM-5分子筛中，在25～40℃下搅拌0.5～5h，然后于50～90℃下反应8～48h；和

(4)步骤(3)中得到的反应产物经过滤、洗涤、干燥、研磨和焙烧制得目标产物。

根据本发明提供的方法，其中，步骤(1)中使用的H-ZSM-5分子筛的硅铝比可以为80～700。在一些实施方案中，步骤(1)中使用的H-ZSM-5分子筛的硅铝比为80～500；在一些实施方案中为200～400；以及在一些实施方案中为300。

根据本发明提供的方法，其中，步骤(1)中使用的H-ZSM-5分子筛可以是平均晶粒为1～5μm的大晶粒分子筛或平均晶粒为0.05μm至1μm以下的小晶粒分子筛。在一些具体实施方案中，步骤(1)中使用的H-ZSM-5分子筛为晶粒范围为1～5μm的大晶粒分子筛。