[发明专利]低温甲醇制备芳烃的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种由甲醇于低温制备芳烃的催化剂及其制备方法。所述催化剂为负载型催化剂。即在分子筛HZSM‑5(载体)上，通过浸渍法负载1wt％～3wt％的金属钴或/和其氧化物、和1wt％～3wt％的金属铌或/和其氧化物(以所述负载型催化剂总重量为100％计)得到。本发明提供的催化剂具有：不仅可实现在较低温度(低于350℃)条件下，由甲醇制得芳烃；而且在所得芳烃产物中均四甲苯的含量较高的特点。因此，本发明为实现由甲醇低温制备芳烃、且联产均四甲苯奠定了基础。

技术领域

本发明涉及一种制备芳烃的催化剂及其制备方法，具体地说，涉及一种由甲醇于低温(温度低于350℃)制备芳烃的催化剂及其制备方法。

背景技术

芳烃是化学工业一种重要的有机原料。目前，芳烃生产主要来源于石油路线的催化重整和蒸汽裂解副产的裂解汽油抽提过程，全球采用石油路线生产的芳烃约占芳烃生产总量的85％以上。但同时在我国石油资源较为匮乏，而煤炭资源较丰富，因此发展煤基甲醇制芳烃技术具有重要的意义。

目前，由甲醇制芳烃的催化剂主要为负载型催化剂，其载体主要选择ZSM-5型等分子筛，且通过负载不同金属组分来改善产物的选择性(如中国专利文献CN 104549479A和CN105435839A等)。现有用于甲醇制芳烃的催化剂的工作条件通常为高温(450℃以上)低压(0.5Mpa左右)，而催化剂长期处于高温(450℃以上)状态下，会加剧其结焦失活，因此通过对催化剂的合理改性，降低催化剂的活性温度(工作温度)具有重要的意义。

发明内容

本发明的发明人经研究发现：采用金属钴(Co)和金属铌(Nb)改性分子筛HZSM-5所得到的催化剂(即在分子筛HZSM-5上负载了Co和Nb或/和它们的氧化物)，不仅可实现在较低温度(低于350℃)条件下，由甲醇制得芳烃；而且意外发现：在该反应条件下(主要是催化剂及反应温度)，所得芳烃产物中均四甲苯(均四甲苯是一种高附加值的精细化工品)的含量较高(换而言之，本发明提供的催化剂对均四甲苯有较好的选择性)。

本发明的一个目的在于，提供一种由Co和Nb改性分子筛HZSM-5所得到的催化剂。

本发明所述的催化剂为一种负载型催化剂，其载体为分子筛HZSM-5，负载物为Co或/和其氧化物、和Nb或/和其氧化物，以所述负载型催化剂总重量为100％计，Co或/和其氧化物占1wt％～3wt％、Nb或/和其氧化物占1wt％～3wt％，余量为载体；

所述负载型催化剂的比表面积(Bet)为120m²/g～300m²/g、平均孔径为2nm～9nm、孔容为0.06mL/g～0.5mL/g。

本发明另一个目的在于，提供一种制备上述负载型催化剂的方法。所述方法包括如下步骤：

(1)纯化载体的步骤；

(2)在经步骤(1)纯化的载体上，按权利要求1中所述的比例负载金属钴或/和其氧化物、或金属铌或/和其氧化物，得到中间体的步骤；

(3)在由步骤(2)所得中间体上，按步骤(2)及权利要求1中所述的比例负载金属铌或/和其氧化物、或金属钴或/和其氧化物，得到目标物的步骤。

具体实施方式

在本发明一个优选技术方案中，所述催化剂的载体为硅铝摩尔比(值)为10-100的HZSM-5分子筛；

所述纯化载体的方法，其主要步骤是：将载体(如HZSM-5分子筛)于400℃～550℃煅烧2小时～6小时，即可。

综上，本发明提供的制备所述催化剂的方法，具体包括如下步骤：

(1)将硅铝摩尔比为10-100的HZSM-5分子筛于400℃～550℃煅烧2小时～6小时，冷却备用；