[發明專利]高水熱穩定性的甲醇制芳烴催化劑及其用途

有效

• 申請號: 201711010847.8
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109701597B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陳希強;滕加偉
• 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: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;B01J29/80;C07C1/20;C07C15/02
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本發明提供了一種甲醇制芳烴催化劑，主要解決現有技術在甲醇制芳烴反應過程中催化劑水熱穩定性不高，容易水熱失活的問題。本發明通過采用一種高水熱穩定性甲醇制芳烴催化劑，以重量份數計，包括以下組分a)0.5～10份磷元素或其氧化物；b)1～15份選自鋅、鎵中的至少一種元素或其氧化物；c)0.001～1份堿金屬元素或其氧化物；d)0.1～10份銅元素或其氧化物；e)50～95份硅鋁分子篩的技術方案較好地解決了該問題，可用于甲醇制芳烴的工業生產中。

技術領域

本發明涉及一種芳構化催化劑及其用途，特別是一種具有較高水熱穩定性的用于甲醇制芳烴的芳構化催化劑及其用途。

背景技術

作為基礎有機化工原料，我國85％以上的芳烴都是通過石油路線生產。一方面，我國石油和天然氣資源十分短缺，導致芳烴的生產成本日益上升；另一方面，我國煤炭資源相對豐富，大量煤基甲醇的產能正在尋找出路。因此，甲醇制芳烴是一條非常有前景的技術路線。

中國專利CN1880288A介紹了一種甲醇轉化制芳烴的工藝及催化劑，該工藝以小晶粒ZSM-5沸石為載體，采用與粘結劑(擬薄水鋁石、γ-氧化鋁或硅藻土)混合后擠壓成型，最后負載活性組分鎵和鑭制備成催化劑，在操作壓力0.1～5.0MPa、操作溫度300～460℃、原料液體空速為0.1～6.0h^-1條件下，反應產物經過冷卻分離，液相選擇性大于33％，液相中芳烴的收率大于60％。

中國專利CN101204969報道了一種循環流化床甲醇制芳烴的裝置，催化劑為Zn、Ag、Mo、Pt、Au等金屬修飾的含硅、鋁以及磷組分分子篩催化劑，芳烴的收率大于70％，BTX選擇性大于55％。

中國專利CN101780417B公開了一種甲醇轉化制備對二甲苯和低碳烯烴的催化劑及其制備方法與應用。發明提供的催化劑由過渡金屬和稀土金屬改性后的沸石分子篩再經硅氧烷基化合物修飾表面酸性和孔結構得到。在反應溫度450℃，甲醇質量空速為2h^-1的反應條件下，芳烴收率在50％左右。

US20100234658報道了一種多金屬負載的沸石分子篩型芳構化催化劑。催化劑由金屬La和選自Mo、Ce和Cs中的至少一種金屬、分子篩以及粘結劑共同組成。當以甲醇為原料，在450℃、常壓、重量空速為9h^-1的反應條件下，產物中芳烴收率最高達到43.0％，BTX收率31.5％(碳基重量)。

現有技術中，甲醇制芳烴反應的催化劑基本都是分子篩型的催化劑，而由于甲醇制芳烴反應的特殊性，反應產物中有大量的水存在，在高溫條件下水蒸氣會使催化劑中的分子篩發生骨架脫鋁，導致催化劑的活性中心減少，進而使催化劑的芳構化能力下降。更嚴重的是，由于骨架脫鋁是一個不可逆過程，因此一旦催化劑發生水熱失誤，催化劑基本上就報廢需要進行更換。因此，對于甲醇制芳烴反應，催化劑必須具有較高的水熱穩定性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有甲醇制芳烴催化劑水熱穩定性差的問題，提供一種新的芳構化催化劑。該催化劑用于甲醇芳構化反應時，具有水熱穩定性耗，芳烴收率高的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種高水熱穩定性的甲醇制芳烴催化劑，以重量份數計，包括以下組分：

a)0.5～10份磷元素或其氧化物；

b)1～15份選自鋅、鎵中的至少一種元素或其氧化物；

c)0.001～1份堿金屬元素或其氧化物；

d)0.1～10份銅元素或其氧化物；

e)50～95份硅鋁分子篩。

上述技術方案中，磷元素或其氧化物選自磷酸、亞磷酸、磷酸氫銨、磷酸氫二胺和磷酸二氫銨中的至少一種。

上述技術方案中，優選的，以重量份數計，磷元素或其氧化物的含量為1～8份。