[发明专利]由合成气高选择性制轻质芳烃的催化剂及其制备方法

摘要

由合成气高选择性制轻质芳烃的催化剂及其制备方法，属于催化剂领域。所述催化剂由改性沸石分子筛和含锆复合氧化物组成；按质量百分比含锆复合氧化物的含量为20％～60％，改性沸石分子筛的含量为40％～80％。制备方法：将含锆复合氧化物加入到溶剂中超声分散得溶液A；将改性沸石分子筛加入到溶液A中；将超声分散后的混合物抽滤，洗涤后将所得滤饼干燥；将干燥后所得样品磨成粉末；将所得粉末样品焙烧，所得样品即为由合成气高选择性制轻质芳烃的催化剂。可高选择性制得轻质芳烃，且稳定性良好；所述由合成气高选择性制轻质芳烃的催化剂的制备方法简单，成本较低，具有较好的工业应用前景。

主权项

1.由合成气高选择性制轻质芳烃的催化剂，其特征在于由改性沸石分子筛和含锆复合氧化物组成；按质量百分比含锆复合氧化物的含量为20％～60％，其余为改性沸石分子筛；所述含锆复合氧化物采用ZrO₂‑MO_x，其中M选自Mg、La、Mn、Al、Sn、Cu中的一种，Zr与M的摩尔比为1:0.02‑0.1；所述含锆复合氧化物的具体制备步骤如下：(1)按所述含锆复合氧化物的组分配比称取锆盐，加入醇类溶剂中配成质量百分浓度为0.1％～20％的溶液，于25～60℃下搅拌0.5～5h，得溶液A；所述锆盐为硝酸锆、氯化锆、硝酸氧锆、乙酸锆、氯氧化锆中的至少一种，所述醇类溶剂为C₁～C₆的醇类中的至少一种；(2)向溶液A中加入计量的表面活性剂，继续搅拌0.5～5h，得溶液B；所述表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、烷基溴化铵、吐温中的至少一种，表面活性剂与Zr的摩尔比为(0.005～0.1)︰1；(3)按照所述含锆复合氧化物的组分配比向步骤(2)所得溶液B中加入计量的含M元素的盐类，于25～60℃下继续搅拌0.5～5h，得溶液C；所述盐类包括硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐、溴酸盐、乙酰丙酮盐中的至少一种；(4)向溶液C中加入质量百分浓度为1％～20％的碱溶液，调节体系pH值为7～13，调节温度至50～120℃，回流搅拌1～10h，得固液混合物；所述碱溶液为碳酸氢铵、氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸铵溶液中的至少一种；(5)将获得的固液混合物经抽滤、洗涤后，移至真空干燥箱内于70～120℃下干燥，时间为1～24h；(6)将干燥后的样品移至马弗炉内焙烧，温度为250～600℃，时间为1～10h，所得产物即为含锆复合氧化物，记为ZrO₂‑MO_x(m/n)，其中m/n为Zr与M元素的摩尔比；所述改性沸石分子筛采用经硅和锡、镓、钛、锌中的至少一种元素改性后的沸石分子筛，沸石分子筛种类包括ZSM‑34、Beta、MCM‑22、SAPO‑34、ZSM‑5、ZSM‑18、SSZ‑13、Y、MOR、AlPO‑11中的至少一种，所述改性沸石分子筛的制备方法如下：(1)称取计量的沸石分子筛，加入到500mL的圆底烧瓶中，加入有机溶剂C₅～C₁₂烷烃，升温至50～100℃，搅拌0.5～5h，得混合物A；所述C₅～C₁₂烷烃为直链烷烃，其中沸石分子筛与C₅～C₁₂烷烃的固液质量比为1︰(0.5～100)；(2)向混合物A中加入计量的有机硅分子，所述有机硅选自正硅酸乙酯、正硅酸丁酯、四甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，搅拌回流0.5～10h，得混合物B；有机硅分子用量按质量百分比为沸石分子筛的5％～30％；(3)将混合物B转移至旋转蒸发仪内，于50～120℃下真空加热2～10h；将真空加热干燥后的样品移至马弗炉内以2℃/min的速率升温至300～600℃焙烧，时间为1～20h；(4)称取计量的含锡、钛、镓、锌中的至少一种元素的盐类，溶解于丙酮溶剂中，配制成质量百分浓度为2％～20％的溶液，将步骤(3)焙烧后的样品加入丙酮溶液中，于40～80℃下搅拌0.5～5h，得固液混合物；所述盐类为乙酰丙酮盐、醋酸盐、盐酸盐、硝酸盐、草酸盐中的至少一种，盐类的用量按质量百分比为沸石分子筛的0.1％～10％；(5)将步骤(4)获得的固液混合物经抽滤、洗涤后，移至真空干燥箱内于70～110℃下干燥，时间为1～20h；后移至马弗炉内以2℃/min的速率升温至400～650℃焙烧，时间为0.5～10h，所得样品即为改性沸石分子筛；所述催化剂的制备方法如下：(1)按照所述催化剂的组分，称取计量的含锆复合氧化物，加入到溶剂中超声分散，时间为0.5～10h，得溶液A，所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇中的一种；(2)按照所述催化剂配比，称取计量的改性沸石分子筛，加入到溶液A中，继续超声分散0.5～5h；(3)将超声分散后的混合物抽滤，用乙醇进行洗涤，后将所得滤饼移至真空干燥箱内于40～90℃下干燥1～48h；(4)将干燥后所得样品磨成粉末；(5)将所得粉末样品移至管式炉内采用流动空气进行焙烧，升温速率为0.5～2℃/min，温度为300～600℃，焙烧时间为1～24h，所得样品即为由合成气高选择性制轻质芳烃的催化剂。