[发明专利]一种硅铝分子筛催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种硅铝分子筛催化剂，其中所述催化剂中孤立铝含量为98-100％，优选为99-100％，所述孤立铝含量可以通过如下方式测量得到：

孤立铝含量＝(1-2 x C_钴/C_铝)x 100％，

其中通过离子交换制备Co-Na型催化剂，C_钴和C_铝分别为ICP测试得到的催化剂中Co含量和Al含量。

2.按照权利要求1所述的催化剂，其NH₃-TPD谱图中脱附曲线显示出三个峰P1、P2和P3，所述三个峰P1、P2和P3的峰顶位置对应的脱附温度分别在175-225℃、245-295℃和365-415℃的范围内，优选分别在185-215℃、255-285℃和375-405℃的范围内。

3.按照权利要求1或2所述的催化剂，其中所述三个峰P1、P2和P3的峰高H1、H2和H3满足H1H2H3，优选地所述峰高H1、H2和H3之间满足如下关系：

H2/H1＝(0.4-0.9)：1；

H3/H2＝(0.7-0.9)：1；以及

H3/H1＝(0.3-0.8)：1。

4.按照权利要求1-3中任一项所述的催化剂，其中所述催化剂为无粘结剂的硅铝分子筛催化剂，优选地所述硅铝分子筛为具有十元环或十二元环孔结构的酸性分子筛，更优选为ZSM-5分子筛。

5.按照权利要求1-4中任一项所述的催化剂，其中所述催化剂具有以下特征中的一个或多个：

所述催化剂上未额外负载任何的改性金属组分或者非金属组分，例如锌、镁、钙、铁、钴、镍、磷、镧、铜、锆、铬、锰、银、钌、钯、铂、钛、锡、锶、钡、钒、锂等；

所述催化剂具有两种不同尺寸的晶粒，其尺寸分别在10-350nm和600-2000nm范围内；优选地，尺寸在10-350nm内的晶粒数量占总晶粒数的5％-40％，尺寸在600-2000nm内的晶粒数量占总晶粒数的60％-95％；

所述催化剂的机械强度为100-170N/cm，优选为110-160N/cm；以及

所述催化剂的SiO₂/Al₂O₃摩尔比为50-500。

6.一种硅铝分子筛催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将模板剂、硅源、第一铝源和水加热混合得到第一混合物；

2)将第一混合物、硅粉和第二铝源混合得到第二混合物；

3)将第二混合物成型得到第三混合物；

4)将第三混合物、碱源和调节剂接触得到第四混合物，其中所述调节剂为多羟基高分子化合物，优选选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素或者它们的任意组合；以及

5)对第四混合物进行处理得到第五混合物，其中所述处理包括焙烧；

6)对第五混合物进行水蒸气处理得到第六混合物；

7)对第六混合物进行酸洗处理得到硅铝分子筛催化剂。

7.按照权利要求6所述的制备方法，其中所述步骤1)具有至少一个以下特征：

所述的模板剂选自四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四乙基氢氧化铵、四乙基溴化铵或者它们的组合，所述硅源选自硅溶胶、白炭黑、硅酸四乙酯、硅粉或者它们的组合，所述第一铝源选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、异丙醇铝、拟薄水铝石或者它们的组合；

所述模板剂、硅源、第一铝源和水的摩尔比满足模板剂：硅源＝(0.05-1.0)：1，硅源：第一铝源＝(50-500)：1，以及水：硅源＝(3-12)：1，其中硅源以SiO₂计算，第一铝源以Al₂O₃计算；以及

步骤1)的所述加热混合包括将所述模板剂、硅源、第一铝源和水在密闭容器中搅拌，搅拌时间为4h-20h，搅拌温度为80-130℃。