[發明專利]一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法

無效

• 申請號: 200910012948.8
• 申請日: 2009-08-03
• 公開（公告）號: CN101618337A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 王金渠;楊建華;初乃波;于素霞;魯金明;殷德宏;張艷
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01J29/48;B01J35/10;C07C2/00;C07C2/76
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

1、一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法，其特征在于如下步驟：

(1)分子篩組裝體的制備：在無第二模板的條件下，通過合理控制沸石分子篩合成條件，如合成配方、加料順序、陳化時間、晶化溫度、晶化時間等，來控制沸石分子篩的晶體生長，利用小分子篩晶體進行組裝交互生長形成具有多級孔道結構的MCM-22、ZSM-5分子篩組裝體；

(2)金屬/沸石組裝體雙功能催化劑的制備：將所得分子篩組裝體利用硝酸銨溶液進行催化劑改性、金屬活性組分進行負載，制備出具有多級孔道結構的金屬/沸石組裝體雙功能催化劑應用于甲烷無氧芳構化反應體系中，與常規催化劑催化性能進行比較。

2、如權利要求1所述的一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法，其特征是多級孔道結構的MCM-22分子篩組裝體的制備，配置合成液摩爾配比為SiO₂∶Al₂O₃∶Na₂O∶R∶H₂O＝1∶0.005～0.05∶0.01～0.1∶0.3～3∶20～50，硅源采用硅溶膠、白炭黑或硅醇鹽如正硅酸乙酯，其中以硅溶膠為優先的硅源，鋁源為偏鋁酸鈉或異丙醇鋁，R為有機模板劑采用六亞甲基亞胺或哌啶；常溫下靜態陳化0～36小時，晶化溫度140-200℃，采用靜態或動態晶化，時間為4-20天，靜態晶化時間以5～20優先，動態晶化時間以4～12天優先，動態晶化包括各種方式如攪拌或旋轉條件下晶化，以攪拌或旋轉為優先，水熱晶化反應的壓力為混合物受熱產生的自身壓力；產品經100～150℃干燥后，于400～700℃焙燒4～20小時，從而除去有機模板劑。

3、如權利要求1所述的一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法，其特征是多級孔道結構的ZSM-5分子篩組裝體的制備，配置合成液摩爾配比為SiO₂∶Al₂O₃∶R∶H₂O＝1∶0.005～0.05∶0.3～3∶20～60，硅源選用硅溶膠或硅醇鹽如正硅酸乙酯，鋁源選用鋁源如偏鋁酸鈉或異丙醇鋁，R為有機模板劑選用如四丙基氫氧化銨或四丙基溴化銨，分別配置硅源與有機模板劑的混合溶液、鋁源與模板劑的混合溶液，然后將兩個溶液進行混合，得到合成液；靜態陳化0～12小時，在100-200℃，進行先低溫后高溫靜態晶化處理1～4天，水熱晶化反應的壓力為混合物受熱產生的自身壓力；產品經100～150℃干燥后，于400～700℃焙燒4～20小時，除去有機模板劑。

4、如權利要求1所述的一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法，其特征是具有多級孔道結構的金屬/MCM-22及ZSM-5分子篩組裝體雙功能催化劑的制備，金屬活性組分為Mo或Re中的一種，添加或不添加金屬助劑，金屬助劑為Ni、Cr或稀土金屬W、Zr、Ru、Ga等金屬元素。

5、如權利要求1所述的一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法，其特征是具有多級孔道結構Mo基MCM-22及ZSM-5分子篩組裝體雙功能催化劑的制備，將所得兩種分子篩組裝體均采用0.8～1摩爾/升硝酸銨溶液在80～100℃下進行交換數次，水洗，400～700℃焙燒3～8小時；負載金屬活性組分Mo，負載量1～15wt％，浸漬時間1～24小時，干燥，400～700℃焙燒2～8小時；進一步負載或不負載金屬助劑Ni或Cr或稀土金屬W、或Zr、或Ru、或Ga等組分，負載量0.5～6wt％；粉碎成16～40目備用。

6、如權利要求1所述的一種改善甲烷芳構化催化劑催化性能方法，其特征是具有多級結構分子篩組裝體催化劑的甲烷無氧芳構化反應，甲烷無氧芳構化反應在連續進料的固定床反應器系統中進行，反應原料為甲烷和氮氣的混合氣，反應壓力為0.05～2.5MPa，反應溫度為650～800℃，進料空速為100～5000ml/g·h。