[發明專利]一種生產低碳烯烴的SAPO-18分子篩催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201010280446.6
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN101948120A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 于建強;趙修松;李奇;張曉龍;李全發
• 申請（專利權）人: 久泰能源科技有限公司;于建強
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54;C01B37/08;B01J29/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域??本發明屬于以甲醇、二甲醚、甲醇和二甲醚的混合物或乙醇為原料制備低碳烯烴所需催化劑技術領域，具體涉及一種生產低碳烯烴的SAPO-18分子篩催化劑及其制備方法。

背景技術??低碳烯烴也稱為輕烯烴，包括乙烯、丙烯、丁烯和它們的混合物，是合成洗滌劑、塑料、纖維和各類化工材料的重要原料，在現代石油化工行業中起著舉足輕重的作用。傳統的輕烯烴是通過石油裂解的方法生產的，隨著石油資源的持續短缺以及可持續發展戰略的要求，世界上許多國家的石油公司都致力開發非石油合成低碳烯烴的技術路線。研究表明，由甲醇、二甲醚和乙醇等物質脫水制低碳烯烴技術是最有希望替代石油路線的新工藝。

在該反應過程中使用的催化劑主要有ZSM型以及具有類似菱沸石結構(CHA)的SAPO-34，44，47分子篩催化劑。SAPO是硅鋁磷酸鹽的簡稱，新型硅鋁磷酸鹽系列分子篩是美國聯合碳化物公司(UCC)于1984年研究開發出來的。其中的小孔分子篩SAPO-34顯示出較高的催化活性、較好的選擇性和良好的水熱穩定性(USP?4440871、USP?4499327)，各國研究工作者對該類分子篩及其改性材料進行了有大量的文獻報道。然而，SAPO-34具有較強的強酸中心，催化劑生焦失活的速率較快，因而比較容易積碳失活。

發明內容本發明的目的是解決現有技術存在催化劑生焦失活的速率較快、比較容易積碳失活的技術問題，提供一種生產低碳烯烴的SAPO-18分子篩催化劑及其制備方法。

本發明生產低碳烯烴的SAPO-18分子篩催化劑，由有機胺類模板劑、硅源、鋁源、磷源和水采用水熱合成法制備而成，所述的有機胺類模板劑以R表示，所述硅源、鋁源、磷源分別以SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅計，其要點是各組分的摩爾比為：

R∶SiO₂∶Al₂O₃∶P₂O₅∶H₂O＝0.2-2.0∶0.1-1.5∶0.5-1.2∶0.5-1.2∶25-80

所述有機胺類模板劑是N，N-二異丙基胺和四乙基氫氧化胺中的一種或混合物，所述硅源是硅溶膠和正硅酸乙酯中的一種或混合物，所述鋁源是擬薄水鋁石、異丙醇鋁和水合氧化鋁中的一種或幾種，所述磷源是正磷酸、磷酸鹽和亞磷酸中的一種或幾種。

本發明生產低碳烯烴的SAPO-18分子篩催化劑的制備方法，按下述工藝操作：

1)、將硅源溶解于磷源中，混合均勻后滴加于用水稀釋的鋁源中，在滴加的過程中快速攪拌，最后加入有機胺類模板劑并繼續攪拌，直到形成均勻的膠體；

2)、將所得的膠體移合成釜中并密封，置于160-180℃的烘箱中晶化7天，晶化結束后，以冷水驟冷使反應停止，去離子水洗滌，離心分離得固體；

3)、將所得的固體在120℃烘干2至12小時，即得粉狀SAPO-18；

4)、粉狀SAPO-18經550℃焙燒2-12小時，去除有機胺類模板劑后，即得SAPO-18分子篩催化劑。

所得SAPO-18分子篩的分子式為Al₂₄P₂₄O₉₆。

本發明的有益效果是：

1.本發明中的SAPO-18分子篩是具有AEI結構的硅鋁磷酸鹽類分子篩，具有相對較弱的強酸中心，具有合成簡單、易操作，無毒無害。

2.本發明的SAPO-18分子篩作為甲醇制低碳烯烴和二甲醚制低碳烯烴的催化劑，在催化反應過程中積碳失活較慢，穩定性較高，具有良好的應用前景。

3、本發明合成的SAPO-18分子篩，具有與SAPO-34分子篩相近的微觀結構，其孔徑大小也相同，均為但是催化劑的酸性位較少，而在二甲醚和甲醇制低碳烯烴反應過程中表現出了較高的穩定性。

附圖說明

圖1為實施例1中合成材料的XRD譜圖；

圖2為實施例1中合成材料的形貌圖；

圖3為實施例2中合成材料的XRD譜圖；

圖4為實施例2中合成材料的形貌圖；

圖5為實施例3中甲醇制低碳烯烴的甲醇轉化率、乙烯和丙烯選擇性隨時間變化圖；

圖6為實施例4中二甲醚制低碳烯烴的二甲醚轉化率、乙烯和丙烯選擇性隨時間變化圖。

具體實施方式下面結合具體實施例進一步闡述本發明方法。