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一种利用M球盟会体育TO废催化剂制备的中空结构SAPO34分子筛及其制备方

返回列表 来源:球盟会体育 发布日期:2022-08-24 11:49
 

球盟会体育本发明专利技术提供了一种利用MTO废催化剂制备的中空结构SAPO

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【技术实现步骤摘要】

球盟会体育一种利用MTO废催化剂制备的中空结构SAPO

34分子筛及其制备方法与应用

球盟会体育[0001]本专利技术涉及一种利用MTO废催化剂制备的中空结构SAPO

34分子筛及其制备方法与应用,属于固体废弃物的处理及循环利用领域。

球盟会体育技术介绍

[0002]甲醇制烯烃(MTO)是一项成功实现煤对原油部分替代生产低碳烯烃(主要成分为乙烯和丙烯)的绿色化工技术。根据2020

2025年拟在建的煤/甲醇制烯烃项目预计,2025年MTO催化剂需求量预计将达到2.6万吨,随之产生的MTO废催化剂量将超万吨/年。因此,MTO废催化剂的处理和回收利用问题亟需引起重视,选择绿色高效的废催化剂处理方式,并探索可行的废催化剂循环利用的方法具有迫切的现实需求。

[0003]目前,集中掩埋仍是MTO废催化剂的主要处理方式,但简单的掩埋同样会造成环境污染和资源浪费。如果能合理利用废催化剂,不仅可以改善环境,还能有效提高资源利用率,具有更大的发展前景和更高的研究价值。遗憾的是,尽管有不少研究者通过将废催化剂细粉与原料、粘结剂混合重新制备得到了活性及粒度满足工艺生产要求的再生催化剂,但其催化性能仍低于工业新鲜剂。

[0004]SAPO

34分子筛是最常见的MTO催化剂,具备可控的酸强度和良好的孔隙度有助于它在反应中展现出更优异的性能。但在催化反应过程中,容易因积碳堵塞孔道或催化剂表面活性位点而快速失活。因此,科学家们仍在致力于尝试不同的方法改进SAPO

34的催化剂性能,延长其催化寿命。大量研究结果表明,引入多级孔结构能有效提高其MTO催化性能。但多级孔SAPO

34分子筛的合成通常需要特殊模板剂的引入或对其进行酸碱后处理。不仅使得分子筛合成的成本增加还会引发大量环境污染问题,限制了分子筛的工业应用。因此,以废催化剂为原料,使用廉价模板剂合成具有中空结构及优异MTO催化性能的SAPO

34分子筛,具有重要的工业应用意义。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题,本专利技术的目的在于提供一种利用MTO废催化剂制备的中空结构SAPO

34分子筛及其制备方法与应用。本专利技术提供的SAPO

一种利用M球盟会体育TO废催化剂制备的中空结构SAPO34分子筛及其制备方法与应用技术

34分子筛具有中空结构,其作为MTO催化剂,可以提高反应物及产物在催化剂中的扩散速率,能够延长催化剂的催化寿命石油分子结构,提高乙烯和丙烯的双烯产率。

[0006]为实现上述目的,本专利技术首先提供了一种利用MTO废催化剂制备中空结构SAPO

34分子筛的方法,其包括以下步骤:

[0007](1)对废MTO催化剂细粉进行焙烧;

[0008](2)将焙烧后的废MTO催化剂细粉与一定量的水混合,并在一定温度下搅拌一段时间,得到一混合液;

[0009](3)将有机胺、磷源加入到步骤(2)得到的所述混合液中,在一定温度下搅拌一段

时间,得到SAPO

34分子筛初始凝胶混合物;

[0010](4)将步骤(3)得到的所述SAPO

34分子筛初始凝胶混合物进行晶化,然后至少进行干燥后,得到SAPO

34分子筛原粉;

[0011](5)将步骤(4)得到的所述SAPO

34分子筛原粉进行焙烧,得到所述的中空结构SAPO

34分子筛。

[0012]在上述制备方法中,优选地石油分子结构,步骤(1)中所采用的废MTO催化剂细粉所对应的新鲜催化剂为SAPO

34分子筛,所述废MTO催化剂细粉的Si/Al摩尔比为1:(2

一种利用M球盟会体育TO废催化剂制备的中空结构SAPO34分子筛及其制备方法与应用技术

5)(更优选为1:(3.5

4.5))。更优选地,所述废MTO催化剂细粉的Si/Al/P摩尔比为1:(2

5):(1

2.5)。尤为优选地,所述废MTO催化剂细粉的Si/Al/P摩尔比为1:4:1。

[0013]在上述制备方法中,优选地,步骤(1)中所采用的废MTO催化剂细粉为完全失活的废MTO催化剂,其X射线衍射谱图中不存在SAPO

34分子筛的特征衍射峰。即,所采用的废MTO催化剂细粉的X射线衍射谱图中,在9.6

°

、12.8

°

、16.2

°

、21.5

°

和30.9

°

处没有表现出SAPO

34骨架的特征衍射峰。更优选地,使废MTO催化剂细粉完全失活是通过使未完全失活的废MTO催化剂细粉长期(至少3个月)暴露在室温下、空气中实现的。该未完全失活的废MTO催化剂细粉是工业上淘汰下来的SAPO

34分子筛废MTO催化剂。

[0014]本专利技术创造性地采用完全失活的废MTO催化剂来合成SAPO

一种利用M球盟会体育TO废催化剂制备的中空结构SAPO34分子筛及其制备方法与应用技术

34分子筛。该完全失活的废MTO催化剂中的SAPO

34骨架坍塌,但其中仍存在大量的SAPO

34的微晶结构或者次级结构单元等诸如此类的结构碎片,这些碎片在晶化过程中相当于提供了大量晶核,导致母液中晶核的过饱和浓度上升,晶体的生长过程减缓,从而能够合成出小粒度的分子筛。

[0015]在上述制备方法中,优选地,步骤(1)中的所述焙烧的温度为500

750℃,焙烧的时间为6

10小时。本专利技术对废MTO催化剂进行焙烧以除去其中的积炭。

[0016]在上述制备方法中,优选地,步骤(2)中,将焙烧后的废MTO催化剂细粉与一定量的水混合,并在15

30℃搅拌2

6小时,得到所述的混合液。所述搅拌的转速优选为400

700r/min。

[0017]在上述制备方法中,优选地,步骤(2)中的焙烧后的废MTO催化剂细粉与水的混合质量比为1:(2

20),更优选地,二者的混合质量比为1:(2

10)。其中,步骤(2)中所采用的水可以为去离子水或蒸馏水。

[0018]在上述制备方法中,优选地,步骤(3)中,将有机胺、磷源加入到步骤(2)得到的所述混合液中,在15

一种利用M球盟会体育TO废催化剂制备的中空结构SAPO34分子筛及其制备方法与应用技术

30℃搅拌2

6小时,得到所述的SAPO

34分子筛初始凝胶混合物。所述搅拌的转速优选为400

700r/min。

[0019]在上述制备方法中,优选地,步骤(3)中,所述的有机胺包括二乙胺和/或三乙胺等。

[0020]在上述制备方法中,优选地,步骤(3)中,所述的磷源包括磷酸水溶液。更优选地,所述的磷源包括质量分数85%的磷酸水溶液。

[0021]在上述制备方法中,优选地,步骤(2)中的焙烧后的废MTO催化剂细粉、步骤(3)中的有机胺以及磷源的质量比为1:

【技术保护点】

【技术特征摘要】

1.一种利用MTO废催化剂制备中空结构SAPO

34分子筛的方法,其包括以下步骤:(1)对废MTO催化剂细粉进行焙烧;(2)将焙烧后的废MTO催化剂细粉与一定量的水混合石油分子结构,并在一定温度下搅拌一段时间,得到一混合液;(3)将有机胺、磷源加入到步骤(2)得到的所述混合液中,在一定温度下搅拌一段时间,得到SAPO

34分子筛初始凝胶混合物;(4)将步骤(3)得到的所述SAPO

34分子筛初始凝胶混合物进行晶化,然后至少进行干燥后,得到SAPO

34分子筛原粉;(5)将步骤(4)得到的所述SAPO

34分子筛原粉进行焙烧,得到所述的中空结构SAPO

34分子筛。2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(1)中所采用的废MTO催化剂细粉所对应的新鲜催化剂为SAPO

一种利用M球盟会体育TO废催化剂制备的中空结构SAPO34分子筛及其制备方法与应用技术

34分子筛;步骤(1)中所采用的废MTO催化剂细粉为完全失活的废MTO催化剂,其X射线衍射谱图中不存在SAPO

34分子筛的特征衍射峰。3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(1)中的所述焙烧的温度为500

750℃,焙烧的时间为6

10小时。4.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(2)中,将焙烧后的废MTO催化剂细粉与一定量的水混合,并在15

30℃搅拌2

6小时,得到所述的混合液;优选地,步骤(2)中的焙烧后的废MTO催化剂细粉与水的混合质量比为1:(2

20),更优选地,二者的混合质量比为1:(2

10)。5.根据权利要求1所述的方法石油分子结构,其中,步骤(3)中,将有机胺、磷源加入到步骤(2)得到的所述混合液中,在15

30℃搅拌2

6小时,得到所述的SAPO

34分子筛初始凝胶混合物;优选地,步骤(3)中,所述的有机胺包括二乙胺和/或三乙胺;优选地,步骤(3)中,所述的...

【专利技术属性】

技术研发人员:刘欣梅,胡月,隋雪洁,吕玉超,付建冶,覃正兴石油分子结构,

申请(专利权)人:中国石油大学华东,

类型:发明

国别省市:

球盟会体育全部详细技术资料下载 我是这个专利的主人

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