本发明属于甲醇制烃类产物脱酸催化剂领域,具体涉及一种应用于甲醇制烃类产物脱酸的改性类负载型催化剂。
背景技术:
1、乙烯、丙烯、芳烃作为重要化工原料,同时其下游产品涵盖了各个领域。因此,发展高效生产低碳烯烃与芳烃的技术有助于提高石化企业的自身经济实力,并且有利于促进下游产品所涵盖的各个领域的发展。
2、甲醇制烯烃(mto)、甲醇制丙烯(mtp)和甲醇制芳烃(mta/mtx/mtpx)反应中,由于采用酸性分子筛催化剂,甲醇等含氧化合物往往会副产少量小分子有机酸(主要为乙酸和丙酸)与大量的水汽(~50wt.%),液相产物ph介于3~4之间,其在工业装置中对后续热量回收和产物分离单元中的设备的腐蚀作用不可忽视,并且导致冷凝水ph小于5.0。传统的处理方式为通过计量泵加入一定浓度的naoh溶液进行中和,控制急冷水系统的ph大于7。但实际生产过程中注碱系统不易控制,且碱液注入过量反而会对塔壁造成伤害,缩短急冷塔使用寿命。此外,由于为了避免有机酸在露点发生腐蚀,传统mto工艺反应气换热达190-230℃左右即送入急冷塔进行水洗分离,热量回收率降低。由此可见,甲醇制烃类中有机酸组分现有处理方式仍具有诸多弊端。
3、羧酸酮基化反应在脱羧反应,特别是生物油的加工升级中得到了广泛的关注。酮基化反应作为一种c-c偶联反应,可将2分子羧酸通过c-c键的耦合得到碳链增长的酮类化合物,并脱除1分子co2和1分子h2o,反应温度常在300-500℃。这种方法不仅可以去除甲醇制烃类反应产物中的小分子有机酸,而且增长碳链并将有机酸选择性地转化为酮类。而目前关于酮基化应用于甲醇制烃类产物有机酸脱除的研究国内外尚未报道。可以设想,一旦得到合适的脱酸催化剂,并且可以将甲醇制烃类反应产物中的有机酸进行选择性催化转化,则有望从根本上解决甲醇制烃类反应生产中有机酸腐蚀的问题,因此需开发一种应用在脱除甲醇制烃类产品气有机酸的高效脱酸催化剂。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种改性类负载型脱酸催化剂,使用该催化剂可以在缓和的条件下实现甲醇制烃类产品气中有机酸的高效稳定脱除。
2、本发明首先提供了一种改性类负载型催化剂,其制备方法包括如下步骤:
3、(1)配制含有碱金属离子和阴离子的溶液a;
4、(2)配制载体b:将金属离子与含有oh-和/或co32-的可溶性碱溶液反应,沉淀干燥焙烧得到金属氧化物载体b;
5、(3)将溶液a和载体b进行负载,制备脱酸催化剂。
6、优选的,所述的溶液a中阴离子选自oh-,co32-,h2po4-中的一种或多种。
7、优选的,所述的可溶性碱溶液中,oh-与co32-的摩尔配比为(1-3):(3-1),典型而非限定的,例如可以为1:3、1:1或3:1,优选1:1。
8、优选的,步骤(2)中所述的金属离子为ce3+,所述金属氧化物载体b为ceo2。
9、进一步,所述可溶性碱选自naoh、koh、na2co3和k2co3中的一种或多种。
10、进一步,按质量含量,步骤(3)中载体b在制得的催化剂中的质量百分比含量为90%-96%,优选为90%。
11、本发明还提供了所述的脱酸催化剂在甲醇制烃类产物脱酸中的应用,所述甲醇制烃类产物为甲醇制丙烯产物、甲醇制芳烃产物和/或混二甲苯与甲醇制芳烃产物,脱酸反应温度为400-470℃,脱酸反应质量空速为1-3h-1。
12、与现有技术相比,本发明具有的有益效果包括:
13、1)本发明提供的脱酸催化剂反应活性高,在不破坏主要产物的同时提高了脱酸率,有利于甲醇制烃类产品气中有机酸腐蚀问题的解决。
14、2)脱酸催化剂稳定性高,且活性组分流失少。
15、3)催化剂及其活性组分制备方法简单,原料成本低,机械强度好,适合工业应用。
1.一种改性类负载型催化剂,其特征在于,其制备方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述催化剂,其特征在于:步骤(1)中所述阴离子选自oh-,co32-,h2po4-中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述催化剂,其特征在于:步骤(2)中所述的金属离子为ce3+,可溶性碱溶液中oh-与co32-的摩尔比为(1-3):(3-1)。
4.根据权利要求1所述催化剂,其特征在于:步骤(2)中,所述可溶性碱选自naoh、koh、na2co3和k2co3中的一种或多种;所述金属氧化物载体b为ceo2。
5.根据权利要求1所述催化剂,其特征在于:所述步骤(3)为:将溶液a负载于载体b上,干燥焙烧后得到脱酸催化剂活性组分。
6.根据权利要求5所述的催化剂,其特征在于:所述负载方式为等体积浸渍法、沉淀浸渍法或过量浸渍法。
7.根据权利要求5所述的催化剂,其特征在于:所述焙烧温度在400-500 ℃,焙烧时间为4-6 h。
8.权利要求1-7任一项所述的催化剂在甲醇制烃类产物脱酸中应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述甲醇制烃类产物为甲醇制丙烯产物、甲醇制芳烃产物和/或混二甲苯与甲醇制芳烃产物,所述脱酸的反应温度为400-470 ℃,脱酸反应质量空速为1-3 h-1。