[發(fā)明專利]一種由乙醇一步法制芳烴的反應(yīng)工藝及催化劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810031149.0
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101564696A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晁自勝;章文貴;劉娜;黃彩娟
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J29/42;C07C1/20;C07C15/00
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1.一種由乙醇一步法制芳烴的催化劑，由0～10wt％的活性金屬組分、0～75wt％的無定形硅鋁以及硅鋁比為25～300的HZSM-5組成。其制備過程在于，首先將HZSM-5與含有活性金屬組分的鹽溶液和/或含硅鋁溶膠一起充分混合均勻，然后在室溫靜置或加熱回流狀態(tài)下處理一定時(shí)間，最后去除液體，并將所得固體物質(zhì)進(jìn)行高溫焙燒。

2.一種由乙醇一步法制芳烴的反應(yīng)工藝，其特征在于，采用固定床流動(dòng)型反應(yīng)器，于常壓、溫度260～380℃和液時(shí)空速0.6～6h^-1的條件下，將濃度為10～100％的乙醇直接催化轉(zhuǎn)化為以C₆～C₁₃芳烴為主的液相烴類產(chǎn)物和微量的以C₂～C₄烯烴為主的氣相產(chǎn)物。經(jīng)氣液分離、去除水分和萃取分離工藝步驟后，得到芳烴。

3.根據(jù)權(quán)利要求1，催化劑中的活性金屬組分的含量優(yōu)選為0.5～7.0wt％，無定形硅鋁膠的含量優(yōu)選為1～30wt％，HZSM-5的骨架硅鋁比優(yōu)選為25～100。

4.根據(jù)權(quán)利要求1，催化劑制備過程中所涉及的硅鋁溶膠采用如下程序制備。將一種硅源溶于氫氧化鈉溶液，經(jīng)加熱攪拌澄清后，加入一種鋁源，在加熱恒沸條件下回流1～8個(gè)小時(shí)，優(yōu)選4小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值＝6～9，優(yōu)選pH＝6.5～7。所制備的硅鋁溶膠的摩爾Si/Al比為3∶1～15∶1，優(yōu)選6∶1～9∶1，含水量為60～80wt％。可供選擇的硅源包括：硅溶膠、硅酸鈉、白碳黑、或硅膠，優(yōu)選硅溶膠；可供選擇的鋁源包括：氫氧化鋁、烷氧基鋁或任何一種含鋁的可溶性鹽，優(yōu)選硫酸鋁。

5.根據(jù)權(quán)利要求1，催化劑中的活性金屬組分可以由以下物質(zhì)中的一種或其中的多種按任意比例的混合提供，包括VIIIB、IIB、IVB族和IIIB輕稀土元素的可溶無機(jī)或有機(jī)酸鹽，優(yōu)選Fe、Zn、Zr和La的無機(jī)或有機(jī)酸鹽。

6.根據(jù)權(quán)利要求1，3～5，在催化劑制備過程中，金屬鹽溶液和/或硅鋁溶膠與HZSM-5按如下比例攪拌混合：活性金屬組分/HZSM-5＝0.001～0.005mol/g，優(yōu)選0.002～0.003mol/g；硅鋁溶膠/HZSM-5＝0.5～1.5g/g，優(yōu)選0.85～1.0g/g；含金屬鹽的溶液濃度為0.1～0.6mol/L，優(yōu)選0.2～0.4mol/L。

7.根據(jù)權(quán)利要求1，催化劑制備過程中所涉及的加熱回流處理溫度為60～100℃，優(yōu)選90～100℃，時(shí)間2～8小時(shí)，優(yōu)選4～6小時(shí)；室溫下浸漬負(fù)載時(shí)間為2～30小時(shí)，優(yōu)選10～24小時(shí)；高溫焙燒溫度為500～700℃，優(yōu)選550～650℃，時(shí)間2～12小時(shí)，優(yōu)選4～8小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7，所制備的最好催化劑是FeHZSM-5(40)/SA、ZnZSM-5(40)/SA、LaHZSM-5(40)、FeZrHZSM-5(40)、ZrHZSM-5(40、FeHZSM-5(75)及HZSM-5(25)/SA。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8，由乙醇一步法制備芳烴，最好的結(jié)果為：乙醇轉(zhuǎn)化率100％，液相烴類的理論產(chǎn)率大于99％，其中芳烴的含量大于79％，芳烴的時(shí)空收率大于0.23g/(g·h)。