[发明专利]一种丙烷芳构化催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种丙烷芳构化催化剂，其特征在于：催化剂由金属氧化物和ZSM-5分子筛载体组成，其质量百分比组成为：氧化锌1~2%，氧化镓0.1~0.5%，氧化钼2~5%，氧化铁2~4%，稀土混合金属氧化物0.3~1%，贵金属混合氧化物0.2~0.7%，其它过渡金属混合氧化物0.6~1.5%，其余为ZSM-5分子筛载体；

所述的稀土混合金属氧化物是氧化镧、氧化铈、氧化钇和氧化铕组成的混合物，每种氧化物组分至少占催化剂总质量的0.05%；

所述的贵金属混合氧化物是氧化铂、氧化钯和氧化钌组成的混合物，每种氧化物组分至少占催化剂总质量的0.05%；

所述的其它过渡金属混合氧化物是氧化镍、氧化钴、氧化锰、氧化铋组成的混合物，每种氧化物组分至少占催化剂总质量的0.1%；

该丙烷芳构化催化剂的制备过程，包括如下步骤：

（1）ZSM-5分子筛载体的制备：

采用浓硫酸和硫酸铝配制水溶液A，其中水与浓硫酸的质量比为1:0.035-0.038，水与硫酸铝的质量比为1:0.011-0.014，采用水玻璃、正丁胺、氢氧化钠配制水溶液B，其中水与水玻璃的质量比为1:0.457-0.459，水与正丁胺的质量比为1:0.045-0.048，水与氢氧化钠的质量比为1:0.008-0.012，在搅拌条件下，将等体积的溶液A滴加入溶液B中，在室温下持续搅拌24-36h，在密闭条件下，升温至170-190℃，搅拌36-48h， 产物经过过滤、洗涤至中性，烘干，随后，浸入浓度为6-9g·mL^-1的硝酸铵水溶液，在110-130℃的密闭条件下静置4-10h进行离子交换，取出后干燥，再在500-600℃的温度下焙烧4-6h，即得到氢型ZSM-5分子筛载体；

（2）金属氧化物组分通过分步浸渍法进行负载

第一次浸渍：按催化剂组成，配制阳离子浓度为0.5～1.3g/mL的硝酸锌和硝酸镓混合溶液，向混合溶液中加入60~100目的氢型ZSM-5分子筛载体粉末，在搅拌条件下浸渍6~24h，浸渍结束后将悬浊液于60~90℃水浴条件下加热浓缩，随后在350~550℃焙烧6~12h，焙烧后的第一次催化剂前驱体研磨至60~100目；

第二次浸渍：按催化剂组成，配制阳离子浓度为0.5～1.3g/ml的硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰和硝酸铋混合溶液，向溶液中加入60~100目的第一次催化剂前驱体粉末，在搅拌条件下浸渍6~24h，浸渍结束后将悬浊液于60~90℃水浴条件下加热浓缩，随后在350~550℃焙烧6~12h，焙烧后的第二次催化剂前驱体研磨至60~100目；

第三次浸渍：按催化剂组成，配制阳离子浓度为0.5～1.3g/mL的钼酸铵、硝酸铁、硝酸镧、硝酸铈、硝酸钇和硝酸铕混合溶液，向混合溶液中加入60~100目的第二次催化剂前驱体粉末，在搅拌条件下浸渍6~24h，浸渍结束后将悬浊液于60~90℃水浴条件下加热浓缩，随后在350~550℃焙烧6~12h，焙烧后的第三次催化剂前驱体研磨至60~100目；

第四次浸渍：按催化剂组成，配制阳离子浓度为0.5～1.3g/mL的硝酸铂、硝酸钯和硝酸钌混合溶液，向溶液中加入60~100目的第三次催化剂前驱体粉末，在搅拌条件下浸渍6~24h，浸渍结束后将悬浊液于60~90℃水浴条件下加热浓缩，随后在350~550℃焙烧6~12h，焙烧后的催化剂研磨至60~100目，即为催化剂产品。

2.如权利要求1所述的一种丙烷芳构化催化剂的应用，其特征在于包括如下步骤：

催化剂用于固定床丙烷芳构化反应，质量空速为1~10h^-1，反应压力为0.5~3MPa，反应温度为400~600℃。