[发明专利]一种双功能催化剂及低碳链烯烃的制备方法

摘要

本发明涉及一种双功能催化剂及低碳链烯烃的制备方法，双功能催化剂的制备包括：制备具有多级孔道的SAPO‑34分子筛载体：制备初始凝胶混合物；将所述初始凝胶混合物进行晶化处理，在晶化处理过程中通入乙炔和氢气的混合气，并进行反复充气、放气后，冲压至预定压力，得到SAPO‑34分子筛原粉；将所述SAPO‑34分子筛原粉焙烧后得到SAPO‑34分子筛载体；将活性组分和助催化剂负载在所述SAPO‑34分子筛载体上，得到双功能催化剂。低碳链烯烃的制备为按配比将乙炔和氢气混合后与双功能催化剂在100‑150℃下进行反应。本发明通过采用特殊的晶化处理方法，得到SAPO‑34分子筛原粉，并由此制得双功能催化剂，具有双活性中心，从而可实现低碳链烯烃的一步制备，且产品的选择性高。 1

主权项

1.一种双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1制备具有多级孔道的SAPO‑34分子筛载体：

步骤11制备初始凝胶混合物；

步骤12将所述初始凝胶混合物进行晶化处理，在晶化处理过程中通入乙炔和氢气的混合气，并进行反复充气、放气后，冲压至预定压力，得到SAPO‑34分子筛原粉；

步骤13将所述SAPO‑34分子筛原粉焙烧后得到SAPO‑34分子筛载体；

步骤2将活性组分和助催化剂负载在所述SAPO‑34分子筛载体上，得到双功能催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤11包括：

步骤111将铝源和磷源的水溶液混合，室温搅拌1～3小时，得到混合物溶液；

步骤112将硅源、有机胺和氢氟酸溶液加入所述混合物溶液中，搅拌均匀，得到初始凝胶混合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硅源为白炭黑，铝源为拟薄水铝石，磷源为磷酸，有机胺为三乙胺；

且以质量比计，所述硅源：铝源：磷源：有机胺：氢氟酸：水＝(0.2～0.5):(0.8～1.0):(1.0～1.5):(3.0～4.0):(2～4):(30～80)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶化处理包括：

将所述初始凝胶混合物迅速转移至动态反应釜进行晶化处理，持续搅拌，密闭后通入乙炔和氢气的混合后形成的第一混合气，反复充气、放气至少三次后，将乙炔和氢气的混合气冲压至预定压力，密闭搅拌，升温至预定温度，保温至晶化反应结束，冷却后洗涤固体物质至中性，得到湿原粉，将所述湿原粉在50‑80℃真空条件下干燥，得到SAPO‑34分子筛原粉；

其中，所述第一混合气中，乙炔气和氢气的体积比为1：(5‑10)；所述预定压力为1‑2MPa；所述预定温度为150‑180℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧在马弗炉中进行，焙烧温度为500‑550℃，焙烧时间为6‑10小时，升温速率≤5℃/min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性组分为Pd和Cu，助催化剂为Ni、Mn、Cr、V、Pb、Zn和Fe中的至少一种；

其中，所述Pd和Cu的摩尔比为1：(5‑10)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以质量比计，所述SAPO‑34分子筛载体：活性组分：助催化剂＝100：(5‑10)：(0.1‑2)。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21将可溶性铜盐溶于去离子水中制备成浸渍液，加入所述SAPO‑34分子筛载体进行共浸渍，搅拌均匀后，进行干燥并焙烧，得到第一固体物质，其中，焙烧温度为500～550℃，焙烧时间为3～4小时，升温速率控制≤5℃/min；

步骤22将可溶性Pd盐和助催化剂的金属盐溶于去离子水中制备成浸渍液，加入步骤21得到的第一固体物质进行共浸渍，搅拌均匀后，进行干燥并焙烧，得到双功能催化剂，其中，焙烧温度为500～550℃，焙烧时间为6～8小时，升温速率控制≤2℃/min。

9.一种低碳链烯烃的制备方法，其特征在于，包括：

称取预定量的双功能催化剂，利用氢气在250‑350℃下对催化剂进行还原3‑4小时，并在氢气气氛下自然冷却至100‑150℃；

按配比将乙炔和氢气混合后形成的第二混合气与所述双功能催化剂在100‑150℃下进行反应，得到低碳链烯烃。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二混合气中，乙炔和氢气的体积比为(0.2‑4)：1。