[發明專利]一種移動床甲醇制芳烴球形催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201610080460.9
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105749958A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 汪洋;王銀斌;于海斌;臧甲忠;郭春壘;姜雪丹;彭曉偉;劉航;洪魯偉;李世松
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院有限公司;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J29/46;B01J29/48;C07C1/20;C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08
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技術領域

本發明涉及催化劑制備技術領域，具體涉及的是一種移動床甲醇制芳烴球形催化劑及其制備方法。

背景技術

輕質芳烴BTX(苯、甲苯、二甲苯)是重要的有機化工原料，是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關鍵原料，廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸、裝飾裝修、電器產品和移動通信等領域，目前我國芳烴年消耗量超過2000萬噸，其中對二甲苯(PX)占BTX消費總量的45％左右，主要用于生產精對苯二甲酸(PTA)。目前，85％以上的芳烴生產依賴于石油路線中的催化重整和催化裂解，隨著石油資源的消耗和國際油價的上漲，芳烴產能勢必受到制約。考慮到我國“缺油少氣富煤”的資源現狀，煤經甲醇制芳烴則是一條非常有前景的芳烴生產技術路線。

MTA工藝主要分為固定床、移動床和流化床三類，由于反應條件苛刻，催化劑易結焦失活，固定床工藝已很難滿足要求，目前國內研究機構主要進行移動床和流化床工藝的開發和推廣。流化床可實現固體物料的連續輸入和輸出，但甲醇制烴過程為強放熱反應，反應器內的氣、固、液三相返混嚴重，催化劑易于磨損，對催化劑和反應器的要求較高。移動床則綜合了固定床床層穩定易控制和流化床催化劑再生連續生產的優點，由于移動床的連續再生性，適用于移動床的催化劑需要具備較好的流動性和耐磨性，必須嚴格控制球形催化劑的成型過程對載體圓整度和平均強度。

CN200710010378公布了一種微球形催化劑載體的制備方法，將濕度適宜的催化劑載體物料在機械作用下通過篩網產生顆粒，顆粒通過滾球機在低轉速下滾動造粒成球，該方法只能制備1mm以下的為球形催化劑。

CN201110313806公布了一種球形催化劑載體的制備方法，采用球形整粒法通過向氧化鋁加入表面活性劑，改善了氧化鋁載體表面的物理性質，調節了載體成型過程中物料的黏連性和流變性，提高了球形載體的收率，但該方法制備出的球形載體強度一般。

發明內容

本發明涉及一種甲醇制芳烴催化劑的制備方法，目的在于克服現有技術的不足，提供一種適用于甲醇制芳烴移動床工藝的球形催化劑的制備方法，其技術特征在于：

一種移動床甲醇制芳烴球形催化劑，其特征在于，以催化劑重量百分比計包括：

(1)30～70％的氫型ZSM-5分子篩；

(2)20～60％的粘結劑的氧化物；

(3)0～10％的金屬元素，所述的金屬元素選自La、Ce、Fe、Ni、V、Mo、Pt、Zn、Co、Ag中的至少一種，優選選自La、Ce、Ni、V、Mo、Pt、Zn、Ag中的至少一種；

其中球形催化劑粒徑為0.5～4.0mm，催化劑強度為30～80N/粒，球形度＞90％，磨耗率＜1％。

一種本發明所述的移動床甲醇制芳烴球形催化劑的制備方法，包含以下幾個步驟：

(1)稱取氫型ZSM-5分子篩與粘結劑、助擠劑混合均勻，通過加入無機酸進行捏合，調整干基的含水量為40～60％，所述的粘結劑選自擬薄水鋁石、硅溶膠、鋁溶膠、γ-氧化鋁、高嶺土中的至少一種，助擠劑選自田菁粉、甲基纖維素、烷基苯磺酸鹽、液體石蠟、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種，無機酸選自鹽酸、硝酸、磷酸中的至少一種；

(2)物料經的孔板擠出成條狀，再通過切條裝置將其切成條柱狀產品后投入整形機中進行剪切、圓整，干燥，焙燒制得催化劑載體；

(3)將金屬元素的鹽溶液浸漬在催化劑載體上，干燥，焙燒制得甲醇制芳烴球形催化劑，所述的金屬元素選自La、Ce、Fe、Ni、V、Mo、Pt、Zn、Co、Ag中的至少一種。

本發明所述的移動床甲醇制芳烴球形催化劑的制備方法，其中所述的粘結劑優選選自擬薄水鋁石、硅溶膠、鋁溶膠、高嶺土中的至少一種，助擠劑優選選自田菁粉、甲基纖維素、液體石蠟、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種，無機酸優選選自硝酸、磷酸中的至少一種；所述的金屬元素選自La、Ce、Ni、V、Mo、Pt、Zn、Ag中的至少一種。

與現有技術相比，本發明具有以下創新點和優勢是：

1)本發明提供的制備方法中采用擠出造粒法制備球形催化劑，該方法成球顆粒度均一，強度高，收率高，損失小，通過負載活性金屬大幅提高芳烴選擇性。

2)本發明提供的球形催化劑通過固定床反應裝置進行反應性能評價，由于球形催化劑的流動性和可再生性，該催化劑具備較高的強度(30～80N/粒)和較低的磨耗(＜1％)，可應用與甲醇制芳烴移動床工藝。

具體實施方式