【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其涉及一种用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着交通运输业的迅速发展及世界后石油时代的到来，全球对液体燃料的需求持续增长，而不可再生化石能源日益减少。生物质是一种优质、丰富的非食用碳基资源，作为唯一能够直接转化为液体燃料的可再生能源，对其进行的高质化利用已引起广泛关注，开发生物质基液体燃料是我国石油替代路线的主要发展方向。生物质热解或气化的合成气经甲醇/二甲醚制汽油(m/dtg)技术越来越凸显出在技术和经济上的优势，其中甲醇/二甲醚制汽油反应在整个技术路线中起关键性作用。
2、zsm-5分子筛因其规整的孔道结构和可调的酸性质在m/dtg反应中展现出优异的择形催化性能，但其强酸性导致汽油产物中芳烃含量较高，催化剂易积碳失活。如何提高催化剂寿命是m/dtg反应急需解决的关键问题，突破这一难点的关键在于催化剂的设计与构建。将金属杂原子引入zsm-5的骨架可降低分子筛的酸强度，减小晶粒大小和引入介孔可改善分子筛的扩散性能，延缓积碳的生成，从而延长催化剂寿命。因此，构建小晶粒的金属改性多级孔纳米zsm-5分子筛可在m/dtg反应中有效抑制芳烃的生成，提高催化剂的稳定性，在催化甲醇/二甲醚制备高品质汽油中具有良好的应用前景，并为合成气经甲醇/二甲醚制汽油技术路线的产业化应用提供理论依据。
3、中国专利zl 201911221185.8公开了一种用于常压下甲醇制汽油的催化剂的合成方法及应用，涉及到的催化剂为hzsm-5分子筛，其制备方法包括合成液的制备、分子筛的合
4、中国专利zl 201310081690.3公开了一种zsm-5/mcm-48复合分子筛及其制备方法和在甲醇制汽油反应中的应用，该复合分子筛采用以微孔分子筛zsm-5为晶种，在其表面附晶生长mcm-48介孔结构的方法合成，需要首先将合成的微孔分子筛zsm-5用碱溶液进行处理，然后加入到mcm-48的前驱体溶液中进行晶化。合成过程比较繁琐，且该文件中并未提及该催化剂在甲醇制汽油反应中的使用寿命。
5、中国专利zl 201310407646.7公开了一种用于甲醇制汽油反应的金属改性zsm-5分子筛催化剂，首先通过水热合成法制备na-m-zsm-5分子筛；再用碱溶液对na-m-zsm-5分子筛处理一次或多次；随后采用氯化铵、硝酸铵或盐酸溶液对改性的na-m-zsm-5分子筛进行离子交换获得h-m-zsm-5分子筛；然后用粘结剂与h-m-zsm-5分子筛混捏挤条成型，得到条状h-m-zsm-5分子筛；最后将条状h-m-zsm-5分子筛加入到配置的金属盐溶液中浸渍1～24小时，经洗涤、过滤、烘干、焙烧后得到催化剂。该催化剂的制备经过了分子筛合成、碱处理、离子交换、挤条成型、金属盐溶液浸渍5个步骤，且每一步都需要进行过滤、洗涤、烘干、焙烧等操作，制备过程非常复杂。另外，在对催化剂进行碱液处理及洗涤的过程中，会产生大量的碱液废液，离子交换过程中还有可能会使用到盐酸，从而产生酸废液，对环境造成一定的污染。
6、上述专利技术专利公开的用于甲醇制汽油的催化剂均以zsm-5分子筛为活性组分，然后对其进行水热处理、酸碱处理或金属改性，或先合成微孔分子筛，再与介孔分子筛前驱液混合晶化，其制备过程比较复杂，酸碱的使用会对环境造成一定的污染；将其应用于甲醇制汽油反应时，适用空速范围较低，催化剂寿命较短。另外，目前对用于二甲醚制汽油的催化剂的报道相对较少。因此，采用简单的方法制备同时对甲醇和二甲醚制汽油反应具有高活性，并且长寿命的催化剂是汽油合成技术发展的方向。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂及其制备方法和应用，旨在解决现有用于汽油合成的催化剂制备过程复杂、适用原料单一、催化剂寿命短的问题。
2、本专利技术提供一种用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂及其制备方法和应用，其目的在于优化zsm-5分子筛催化剂的制备工艺，提升催化剂的使用寿命。
3、本专利技术的第一方面，提供一种用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其中，包括：
4、步骤s1、将微孔模板剂、介孔模板剂、铝源、硅源、铁盐、碱和水混合，经搅拌，得到晶化前驱液；
5、步骤s2、将所述晶化前驱液在第一预定温度下老化第一预定时间，然后在第二预定温度下晶化第二预定时间；
6、步骤s3、将所述晶化后的体系依次进行纯化和焙烧，得到na型多级孔fezsm-5分子筛；
7、步骤s4、将所述na型多级孔fezsm-5分子筛在铵盐溶液中进行离子交换，然后依次经纯化和焙烧后，得到h型多级孔fezsm-5分子筛催化剂；
8、其中，所述硅源以sio2计、铝源以al2o3计、铁盐以fe2o3计，所述硅源、铝源、铁盐、微孔模板剂、介孔模板剂、水的摩尔比为(20-80):1:(0.2-1.2):(4-12):(1-3):(1000-3000)。
9、可选地，所述硅源、铝源、铁盐、微孔模板剂、介孔模板剂、水的摩尔比为(30-60):1:(0.4-0.8):(6-9):(1.5-2.5):(1500-2400)。
10、可选地，所述微孔模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵中的一种或多种；
11、所述介孔模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵中的一种或多种；
12、所述铝源为naalo2、异丙醇铝中的一种或两种；
13、所述硅源为正硅酸乙酯、硅溶胶、硅酸钠中的一种或多种；
14、所述铁盐为fe(no3)3·9h2o、氰化铁中的一种或多种；
15、所述碱选自naoh、koh中的一种或多种。
16、可选地，所述步骤s1具体包括：
17、在20-50℃的水浴加热条件下，将所述微孔模板剂、介孔模板剂、铝源和水混合，搅拌至所述铝源完全溶解后，加入所述碱的水溶液，调节ph值为10-11，得到第一混合液；
18、在所述第一混合液中加入所述硅源、铁盐，搅拌至所述铁盐完全溶解后，加入所述碱的水溶液，调节ph值为10-11，继续搅拌2-24h，得到所述晶化前驱液。
19、可选地，所述步骤s2中，所述第一预定温度为25-80℃，所述第一预定时间为2-36h，所述第二预定温度为120-180℃，所述第二预定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述硅源、铝源、铁盐、微孔模板剂、介孔模板剂、水的摩尔比为(30-60):1:(0.4-0.8):(6-9):(1.5-2.5):(1500-2400)。
3.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述微孔模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
5.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第一预定温度为25-80℃，所述第一预定时间为2-36h，所述第二预定温度为120-180℃，所述第二预定时间为4-120h。
6.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述焙烧的温度为450-600℃，时间为4-8h。
7.
8.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂。
9.根据权利要求8所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂，其特征在于，所述催化剂为H型多级孔FeZSM-5分子筛，所述H型多级孔FeZSM-5分子筛具有微孔和介孔的多级孔结构，所述介孔孔径为7-10nm，所述介孔孔容为0.3-0.6cm3/g。
10.一种权利要求8-9任一项所述的催化剂在甲醇制汽油或二甲醚制汽油反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述硅源、铝源、铁盐、微孔模板剂、介孔模板剂、水的摩尔比为(30-60):1:(0.4-0.8):(6-9):(1.5-2.5):(1500-2400)。
3.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述微孔模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：
5.根据权利要求1所述的用于甲醇或二甲醚制汽油的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述第一预定温度为25-80℃，所述第一预定时间为2-36h，所述第二预定温度为120-180℃，所述第二预定时间为4-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晋沪，李建青，何涛，刘广波，武景丽，王志奇，王辉，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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