[發(fā)明專利]基于熔融與造孔制備Na-W-Mn/SiO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210191103.5
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114558565B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李然家;劉慶敬;宋悅;王曉勝;余長春;姜桂元;劉夢溪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C07C2/84;C07C11/04
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 李陽;黃健

本發(fā)明提供一種基于熔融與造孔制備Na?W?Mn/SiO₂型催化劑的方法和催化劑及其應(yīng)用，包括：(1)將二氧化硅、錳源和鎢酸鈉混合，將得到的混合物燒制成熔融狀態(tài)，然后冷卻固化，得到催化劑前體；(2)采用堿溶液對所述催化劑前體進(jìn)行堿洗處理，得到Na?W?Mn/SiO₂型催化劑；其中，所述二氧化硅與所述堿溶液中的堿的氫氧根的摩爾比為1：0.5～1.5。本發(fā)明通過熔融分散與堿洗造孔過程制備Na?W?Mn/SiO₂型催化劑，具有催化劑活性組分分散均勻、孔道可控等優(yōu)點，可提高Na?W?Mn/SiO₂型催化劑的催化性能，尤其可用于催化甲烷氧化偶聯(lián)制C2烴，提高甲烷轉(zhuǎn)化率和C2烴收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于熔融與造孔制備Na-W-Mn/SiO₂型催化劑的方法和Na-W-Mn/SiO₂型催化劑及其應(yīng)用，屬于能源催化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多組分的Na-W-Mn/SiO₂型催化劑具有良好的應(yīng)用前景，舉例來說，隨著頁巖氣和可燃冰開采技術(shù)的突破，以儲量相對豐富、分布較廣和價格低廉的天然氣生產(chǎn)乙烯等基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，近年來已成為研究熱點，目前，天然氣制乙烯技術(shù)包括甲烷間接轉(zhuǎn)化和直接轉(zhuǎn)化兩種路線，相比于先將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣、再由合成氣制烯烴的間接轉(zhuǎn)化法，甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的甲烷直接轉(zhuǎn)化法具有工藝流程短、碳排放低、原子利用率高等特點，能從源頭上降低CO₂排放量，高效利用甲烷合成高值化學(xué)品，工業(yè)應(yīng)用前景良好，通過甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)高乙烯收率的核心在于，開發(fā)出高活性、高選擇性和穩(wěn)定性良好的催化劑，目前，催化性能較好的甲烷氧化偶聯(lián)催化劑體系主要分為四個類別，即堿金屬改性堿土金屬氧化物體系、稀土金屬氧化物體系、過渡金屬氧化物體系和復(fù)合金屬氧化物體系，其中，Na-W-Mn/SiO₂催化劑相對具有更高的催化活性和乙烯選擇性等特點，具有更好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

目前，Na-W-Mn/SiO₂型催化劑主要是通過浸漬法制備，通常也會引入 Ce、Sn、Ti、Y、Sr、Eu、Dy、Yb、Ga、Er等助劑，以保證催化劑的催化活性等性質(zhì)。例如，中國專利文獻(xiàn)CN101249434A公開了一種甲烷轉(zhuǎn)化制乙烯及合成氣的雙功能催化劑的制備方法，該催化劑是以SiO₂為載體，以Na、W、Mn和Ce為活性組分，通過分步浸漬法制得；CN1389293A 公開了一種加壓甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯催化劑及其制備方法，該催化劑以 SiO為擔(dān)體，活性組分由Mn₂O₃、Na₂WO₄、SnO₂組成，該催化劑通過分步浸漬法制得；CN111203283 A公開了一種負(fù)載型催化劑及其制備方法和甲烷氧化偶聯(lián)制備烯烴的方法，該催化劑包括載體以及負(fù)載在載體上的 Na₂WO₄組分、Mn組分和M組分，M為金屬Y或Sr，載體為SiO₂，其通過一步浸漬法制得；CN104759291 A公開了一種含鈦或不含鈦的錳-鈉-鎢- 硅復(fù)合氧化物甲烷氧化偶聯(lián)催化劑，其通過分步浸漬法將錳-鈉-鎢負(fù)載于鈦硅分子篩或純硅分子篩上并經(jīng)焙燒制備得到。另有專利文獻(xiàn) CN1597109A、CN105170138 A、CN111203284 A、CN112516996 A、CN112536028 A、CN112547048 A、CN112547049 A、CN112871152 A、 CN112934215 A、CN112934216 A也分別公開了通過多步浸漬法、溶膠- 凝膠法配合浸漬法等不同浸漬法制備催化劑的方案。然而，目前的 Na-W-Mn/SiO₂型催化劑及其制備工藝均有待進(jìn)一步優(yōu)化，開發(fā)新型 Na-W-Mn/SiO₂型催化劑及其制備工藝，提升其催化活性等性能，是有必要的。

發(fā)明內(nèi)容