本发明专利技术属于催化剂领域，尤其涉及一种乙醇脱水制乙烯的催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将氢型Pentasil型沸石分子筛粉末80～97份加入水中，得到浆液A；（2）一边搅拌一边向浆液A中加入磷酸溶液0.2～2份，一种或几种La、W、Ce或Mg金属盐0.1～5份，一种或两种Na或K碱金属盐0.01～1份，得到浆液B；（3）再加入叙永瓷土、拟薄水铝石或高岭土一种或几种1～20份，柠檬酸、草酸、甲基纤维素或硝酸其中一种或几种0.1～5份，搅拌均匀后，用挤条机挤条得到半成品C；（4）将C干燥、焙烧、破碎筛分取20～40目颗粒，即得乙醇脱水制乙烯的催化剂。本发明专利技术的催化剂具有较高强度和水热稳定性，可用于浓度宽范围乙醇溶液脱水制乙烯反应，且具有反应温度低、催化剂活性和选择性高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂领域，尤其涉及一种乙醇脱水制乙烯的催化剂的制备方法。技术背景乙烯是重要的石油化工基础原料，可用以生产多种重要有机化工原料。然而由于石油供应的紧缺，原油价格的上涨以及传统石油路线生产乙烯带来的环境问题，非传统石油路线生产乙烯将有很大的市场前景。目前生物乙醇产业获得蓬勃发展正是迎合了这一需要，同时随着生物乙醇技术的成熟，生物乙醇成本的不断降低，使得乙醇生产乙烯工艺更具有经济优势。目前，乙醇制乙烯所采用的催化剂主要为改性氧化铝催化剂，这类催化剂存在主要问题是操作温度高(350 470°C )，空速较低(一般0. MT1以下)，乙烯收率低(70 90%)， 能耗大。如美国专利技术说明书US4302357公开报道，采用Mg、Ca或Si的磷酸盐改性的氧化铝催化剂，在温度375°C、0. 5^1空速条件下，以及采用大量氮气稀释的乙醇蒸汽为原料的条件下，乙醇转化率约为94%，收率约为91% ；因此采用沸石分子筛作为催化剂进行乙醇脱水制乙烯意义就显得格外重要；另外一个美国专利技术说明书US4670620公开报道，以Ca、Fe或 La改性Pentasil型沸石分子筛为催化剂，在250 370°C、0. 1 21Γ1空速条件下，乙醇的转化率和乙烯收率均>99%，但其仍采用大量氦气作为稀释气，且反应温度仍较高。中国专利技术公开说明书CN86101615公开了一种可用于乙醇脱水制乙烯的催化剂，采用氧化铝和高硅沸石分子筛共沉淀制备催化剂，进行纯乙醇脱水制乙烯反应，在250 390°C、1 ^T1空速条件下，乙醇转化率96%，乙烯选择性98%，但其仍然采用高浓度乙醇为反应原料。从以上两个专利技术来看，虽然采用分子筛作为催化剂优于氧化铝催化剂，但仍存在乙醇浓度高或需要采用大量稀释气，反应温度仍较高
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种制乙烯的催化剂的制备方法，该方法制取的催化剂具有较高强度和水热稳定性，可用于浓度范围宽的乙醇溶液脱水制乙烯反应，且具有反应温度低、催化剂活性和选择性高等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案，其特征在于包括以下步骤(1)将硅铝摩尔比为25 200的氢型Pentasil型沸石分子筛粉末80 97份(注所用份数比，均为质量比，单位为Kg)加入水中，得到均勻浆液A ；(2)—边搅拌一边向浆液A中缓慢加入85%的磷酸溶液0.2 2份，一种或几种La、W、 Ce或Mg金属盐0. 1 5份，一种或几种Na或K碱金属盐0. 01 1份，得到均勻浆液B ；(3)向浆液B中加入叙永瓷土、拟薄水铝石或高岭土一种或几种的黏合剂1 20份，柠檬酸、草酸、甲基纤维素或硝酸其中一种或几种的助剂0. 1 5份，搅拌均勻后，用挤条机挤3条得到催化剂半成品C ；(4)将催化剂半成品C置于100 120°C的鼓风干燥烘箱中干燥2 M小时，然后置于马弗炉中400 550°C下焙烧4 8小时，经破碎筛分取20 40目颗粒，即得乙醇脱水制乙烯的催化剂。La、W、Ce或Mg金属元素盐可为硝酸盐、氯化盐、硫酸盐或钨酸盐。Na或K元素碱金属盐可为硝酸盐、碳酸盐或乙酸盐。作为本专利技术原料用量的优选范围，步骤(1)中的氢型Pentasil分子筛的硅铝摩尔比为40 80，步骤(2)中所加的85%的磷酸溶液为0. 6 1. 5份，一种或几种La,W,Ce或 Mg金属盐为1 3份，一种或几种Na或K碱金属盐为0. 03 0. 2份，步骤(3)中所加的叙永瓷土、拟薄水铝石和高岭土一种或几种的黏合剂为3 10份，柠檬酸、草酸、甲基纤维素或硝酸等一种或几种的助剂为1 3份。本专利技术中原料用量进一步的的优选范围是步骤(2)中所加的一种或几种La、W、Ce 或Mg金属盐为2 3份，一种或两种Na或K碱金属盐为0. 1 0. 15份，步骤(3)中所加的叙永瓷土、拟薄水铝石和高岭土一种或几种的黏合剂为5 8份，柠檬酸、草酸、甲基纤维素或硝酸其中一种或几种的助剂一种或几种的助剂为2 3份。本专利技术在添加磷酸和La、W、Ce或Mg的基础上，同时添加钠盐或钾盐，对氢型 Pentasil型分子筛进行改性，得到了复合型催化剂。乙醇脱水制乙烯反应属于酸催化下反应，其反应性能受酸催化性能的影响，本专利技术引入钠或钾，可以对酸性结构进行调整，有利于反应的进行。黏合剂的添加，在催化剂成型中增加原料物质粒子间的粘结性，达到提高催化剂强度和改善催化剂孔结构等物化性质的作用。助剂的添加有助于催化剂原料顺利通过成型操作时的作用，同时也有改变改善分子筛酸性等物化性质的功能。本专利技术采用改性Pentasil型沸石分子筛作为催化剂，具有较高的强度和水热稳定性，可用于低操作温度(220 300°C)、较宽浓度范围(10 100%)乙醇溶液脱水制乙烯反应，且具有反应温度低、催化剂活性和选择性高等优点。本专利技术主要解决了现有技术中存在的乙醇浓度高，提高催化剂强度，催化剂的热稳定性差等问题，而且催化剂制备方法工艺简单，一定程度上降低了催化剂的制备成本。并通过降低催化反应温度大大降低了能耗。采用本专利技术的技术方案，挤条后催化剂强度最高达80N，在20 100%乙醇浓度、0. 6 1. 及220 300°C反应条件下，乙烯选择性接近100%;在60%乙醇浓度、0. MT1及280°C反应条件下，乙醇转化率在反应1500小时后仍能保持98%以上，取得了有益的技术效果。具体实施方式实施例1 对照组将90份硅铝摩尔比为50的氢型Pentasil型分子筛粉末加入水中，得到均勻浆液A，向浆液A中在搅拌下缓慢加入2份85%的磷酸溶液，得到均勻浆液B ；向浆液B中添加10份的高岭土、2份的甲基纤维素，搅拌均勻后，用挤条机挤条得催化剂半成品C ；将催化剂半成品C置于110°C的鼓风干燥烘箱中干燥8小时，然后置于马弗炉中于450°C下焙烧6小时， 经破碎筛分取20 40目颗粒，制得所需催化剂。实施例2将90份硅铝摩尔比为50的氢型Pentasil型分子筛粉末加入水中，得到均勻浆液A，浆液A中在搅拌下缓慢加入1. 5份85%的磷酸溶液、3份硝酸镧(La)、0. 03份的碳酸钠，得到均勻浆液B，向浆液B中添加8份的叙永瓷土、3份的草酸，搅拌均勻后，用挤条机挤条催化剂半成品C ；将催化剂半成品置于120°C的鼓风干燥烘箱中干燥8小时，然后置于马弗炉中于550°C下焙烧6小时，经破碎筛分取20 40目颗粒，制得所需催化剂。实施例3将97份硅铝摩尔比为40的氢型Pentasil型分子筛粉末加入水中，得到均勻浆液A，向浆液A中在搅拌下缓慢加入0. 6份85%的磷酸溶液、1份硝酸铈(Ce)、0. 15份的乙酸钾，得到均勻浆液B，向浆液B中添加5份的拟薄水铝石、3份的硝酸，搅拌均勻后，用挤条机挤条催化剂半成品C ；将催化剂半成品C置于100°C的鼓风干燥烘箱中干燥M小时，然后置于马弗炉中于550°C下焙烧4小时，经破碎筛分取20 40目颗粒，制得所需催化剂。实施例4将80份硅铝摩尔比为25的氢型Pentasil型分子筛粉末加入水中，得到均勻浆液A， 向步骤得到的浆液A中在搅拌下缓慢加入0. 2份85%的磷酸溶液、3份的氯化镧、0. 1份的硝酸镁、0. 01份的硝酸钾及1份的碳酸钠，得到均勻浆液B，向浆液B中添加20份的拟薄水铝石本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭亚南，韩伟，何霖，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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