[發明專利]分子篩流化床催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201210393073.2
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103736520A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 王偉;劉紅星;管洪波;錢坤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01J29/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種分子篩流化床催化劑的制備方法。

背景技術

乙烯和丙烯是重要的有機化工原料。目前世界上乙烯產量的98%以上是利用蒸汽裂解技術獲得的，丙烯生產主要以蒸汽裂解生產乙烯的聯產品和煉油廠催化裂化的副產品兩種形式獲得。由于石油需求的持續增長、產能增長有限以及石油資源的不可再生性，近年來原油價格上升趨勢，已探明石油資源按現有生產水平僅可開采將近50年，開發生產乙烯和丙烯的非常規石油資源利用技術已迫在眉睫。

在原料供應方面，天然氣或煤生產甲醇已實現工業化，規模不斷擴大、技術日臻完善。天然氣資源則相對豐富，盡管以很高的消費速度增長，但世界范圍內的天然氣供應仍可保證100多年,煤炭則是中國的優勢資源。因此，在未來幾十年里，世界范圍內的能源結構將發生重大變化。從能源結構的多元化和可持續供應能力考慮，天然氣、煤炭等非常規石油資源利用正越來越受到重視。

甲醇制烯烴（Methanol-To-Olefin，簡稱MTO）是指利用通常由天然氣或煤生產的甲醇，在催化劑作用下生成聚合級乙烯、丙烯等低碳烯烴的工藝技術。MTO技術開拓了從非常規石油資源出發制取化工產品的一條新工藝路線，已成為新能源資源技術研究開發熱點之一。

甲醇制烯烴過程，需要在分子篩擇形催化的作用下進行。很多分子篩均可用于甲醇制烯烴的催化劑活性組分，比如廣為人知的ZSM-5分子篩、SAPO分子篩等。其他可用于甲醇制烯烴反應的分子篩有T沸石、ZK-5、毛沸石和菱沸石等。到目前為止，應用于甲醇制烯烴反應過程的分子篩以SAPO-34分子篩性能最佳，SAPO-34分子篩是一種磷酸硅鋁微孔晶體，結構類似于菱沸石，屬于三方晶系，具有三維孔道結構，其孔口直徑為0.43nm，具有強擇形性，因而用于甲醇制烯烴反應時表現的性能良好，低碳烯烴的選擇性較高。

分子篩應用于工業催化時，一般不能采用100%的分子篩制備成催化劑應用于工業過程。分子篩自身的粘結性比較差，粒度過于細小，難于成型為直接應用于工業過程的催化劑。分子篩的制造成本一般較高，如果采用100%的分子篩作為工業催化劑，將使得工業過程的運作成本增加。工業過程一般要求催化劑具備一定的形狀和強度以適應于工業反應器。對于固定床反應器，催化劑在安裝之后無需移動，但催化劑需要具備一定的抗壓碎強度以防止在裝劑過程中催化劑受到沖擊而破損，并防止安裝在下層的催化劑由于承受壓力而破碎，催化劑的破損粉化可能導致系統壓力降的上升，反應行為可能會出現異常，產品組成發生變化，不利于目標反應過程。對于流化床反應器，由于催化劑本身在反應器中不斷循環流動或者湍流，催化劑顆粒與顆粒、催化劑與反應器器壁、催化劑與再生器器壁、催化劑與取熱器器壁、催化劑與輸送管道之間的摩擦和碰撞都會使催化劑磨細和破損，最終以細粉的形式逸出反應器。所以對于流化床反應器來說，催化劑需要有良好的耐磨性能，以滿足工業過程的要求。

在流化床催化劑生產的過程中，由于噴霧溫度、進料速度、漿料粘度、噴霧機頭與筒身的匹配等問題，漿料粘壁現象很難避免，由此產生了大量含有分子篩活性組分的催化劑塊。這種催化劑塊的出現不僅造成了生產原料的浪費，而且將其作為廢料處理更增加了生產成本。

文獻CN1791463公開了一種制備分子篩催化劑的方法，該方法將分子篩、液體、有效硬化量的干燥的分子篩催化劑一起混合形成淤漿，干燥該淤漿后焙燒，形成耐磨催化劑。

文獻CN101259425A公開了一種高耐磨強度的流化床催化劑的制備方法，該方法將分子篩、粘結劑、基體材料、催化劑細分、液體介質混合后控制等電點，干燥懸浮液形成微球催化劑并焙燒后得到耐磨催化劑。

文獻CN1341584A公開了一種用于輕烯烴生產的耐磨催化劑的方法，該方法通過將分子篩含量保持在40重量%或更低從而提高催化劑的耐磨性能。

盡管已經有一部分專利涉及到流化床催化劑提高耐磨強度，但是如何在提高耐磨強度的同時降低催化劑生產成本，仍需進一步研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術存在分子篩流化床催化劑的生產成本較高的問題，提供一種新的分子篩流化床催化劑的制備方法。該方法可以顯著降低生產成本，同時制得的流化床催化劑耐磨性能較好。