[發明專利]一種鋅磷共改性分子篩催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010584362.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111604087A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 郭夢庭;尹東光;趙虹
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;C07C2/76;C07C15/00;C10G45/68
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 金彥;許亦琳

本發明提供一種鋅磷共改性分子篩催化劑及其制備方法和應用。該鋅磷共改性分子篩催化劑包括MCM?22分子篩，其中，MCM?22分子篩用元素鋅和元素磷改性，所述催化劑中，元素鋅的質量百分比為1％～5％，元素磷的質量百分比為1％～5％，MCM?22分子篩的質量百分比為94％?98％。本發明鋅磷共改性分子篩催化劑高效得催化輕烴轉化為芳香烴，具有高轉化率，高選擇性和良好的穩定性。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，尤其涉及一種鋅磷共改性分子篩催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

低碳輕烴催化芳構化的工業方法中仍大量使用著ZSM-5及其改性的分子篩催化劑，在實際生產中面臨著反應壽命較短以及芳烴收率較低的問題，因此國內外學者都在致力于探索著不同方法以提高催化劑的反應壽命，增產芳烴。比如，通過鋅，鎵等金屬元素改性分子篩，制備的催化劑顯著的提高了芳烴的選擇性但反應壽命依舊較短，在應用于實際工業生產中仍然需要再生步驟，無法大規模推廣。MCM-22分子篩因為其較大的孔道結構，展現出了巨大的應用潛力，并得到學術界的廣泛關注。但MCM-22分子篩直接應用于芳構化反應中時，其芳烴收率較低，催化性能一般。

發明內容

本發明提供一種鋅磷共改性分子篩催化劑及其制備方法和應用，該鋅磷共改性分子篩催化劑應用于芳構化反應中，具有高轉化率，高選擇性和良好的穩定性，可代替ZSM-5分子篩的分子篩催化劑。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明第一方面提供一種鋅磷共改性分子篩催化劑，包括MCM-22分子篩，其中，MCM-22分子篩用元素鋅和元素磷改性，所述催化劑中，元素鋅的質量百分比為1％～5％，如1％～3％或3％～5％，元素磷的質量百分比為1％～5％，如1％～3％或3％～5％，MCM-22分子篩的質量百分比為94％～98％。

本發明第二方面提供上述鋅磷共改性分子篩催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將MCM-22分子篩進行離子交換，然后焙燒；

2)將步驟1)得到的分子篩在含鋅化合物浸漬溶液中浸漬，然后干燥，焙燒；

3)將步驟2)得到的分子篩在含磷化合物浸漬溶液中浸漬，然后干燥；

4)將步驟3)得到的分子篩進行碳化處理，得到所述鋅磷共改性分子篩催化劑。

優選地，步驟1)中，還包括如下技術特征中的至少一項：

11)離子交換所用溶液為硝酸銨溶液或氯化銨溶液；

12)離子交換所用溶液的濃度為1mol/L～5mol/L，如1mol/L～3mol/L或3mol/L～5mol/L；

13)離子交換時間為4小時～8小時，如4小時～6小時或6小時～8小時；

14)焙燒溫度為480℃～600℃，如480℃～550℃或550℃～600℃；

15)焙燒時間為4小時～6小時，如4小時～5小時或5小時～6小時。

優選地，步驟2)中，還包括如下技術特征中的至少一項：

21)含鋅化合物選自硝酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅和硫酸鋅中的至少一種；

22)含鋅化合物浸漬溶液中含鋅化合物濃度為1mol/L～5mol/L，如1mol/L～2mol/L、2mol/L～3mol/L、3mol/L～4mol/L或4mol/L～5mol/L；

23)40mL～60mL含鋅化合物浸漬溶液中浸漬9g～15g步驟1)得到的分子篩，如40mL～50mL或50mL～60mL含鋅化合物浸漬溶液，9g～12g或12g～15g步驟1)得到的分子篩；