(57) 1. Бифункциональный катализатор, содержащий кислотные центры цеолита, а также центры дегидрогенизации и включающий цеолит, алюмооксидное связующее вещество, цинк и фосфор, отличающийся тем, что фосфор присутствует во всем объеме катализатора, при концентрации фосфора в центре катализатора от 0,1 до 3 мас.%, при концентрации цинка в центре катализатора более 3 мас.%, причем общее содержание цинка в катализаторе составляет от более 3 до 25 мас.% и алюмооксидное связующее вещество представляет собой чистое алюмооксидное связующее вещество или связующее вещество на основе оксида алюминия, которое дополнительно содержит смеси оксида алюминия и гидроксида алюминия и/или оксид кремния/оксид алюминия.
2. Бифункциональный катализатор по п.1, отличающийся тем, что катализатор представляет собой бифункциональный катализатор для конверсии оксигенатов, являющихся метанолом и/или диметиловым эфиром, с получением потока углеводородов, богатого ароматическими соединениями.
3. Бифункциональный катализатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что концентрация фосфора на кромке катализатора находится в диапазоне от 0,1 до 10 мас.%.
4. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что соотношение концентрации фосфора в центре катализатора и концентрации фосфора на кромке катализатора (мас.% фосфора в центре катализатора:мас.% фосфора на кромке катализатора) составляет 1:20, предпочтительно 1:10, предпочтительно 1:5, предпочтительно 1:1.
5. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что цинк присутствует, по меньшей мере, частично в виде ZnAl₂O₄.
6. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что катализатор представляет собой экструдированный или гранулированный катализатор.
7. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что цеолит представляет собой ZSM-5 или ZSM-11.
8. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-7, содержащий 30-80 мас.% цеолита, 1-40 мас.% ZnAl₂O₄, до 40% AIPO₄, до 40 мас.% Al₂O₃, 0-10 мас.% ZnO.
9. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что цинк присутствует как в цеолите, так и в алюмооксидном связующем веществе.
10. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что молярное соотношение P/Zn составляет 0,02-5, предпочтительно 0,05-4, предпочтительно 0,1-2.
11. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что молярное соотношение P/Zn является, по меньшей мере, в основном одинаковым на кромке катализатора и в центре катализатора.
12. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что алюмооксидное связующее вещество дополнительно содержит оксид кремния.
13. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что катализатор в соответствии с рентгеновской дифракцией не содержит в связующем веществе свободный ZnO.
14. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что в связующем веществе цинк присутствует, главным образом, в виде ZnAl₂O₄.
15. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что молярное количество цинка, присутствующего в фазе связующего вещества в виде ZnAl₂O₄, составляет по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60, 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90%, из расчета на общее количество цинка, присутствующего в фазе связующего вещества.
16. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что молярное количество цинка, присутствующего в фазе связующего вещества в виде ZnAl₂O₄, составляет по меньшей мере 96%, по меньшей мере 98%, по меньшей мере 99%, по меньшей мере 99,3%, по меньшей мере 99,5%, по меньшей мере 99,8 или 100%, из расчета на общее количество цинка в фазе связующего вещества.
17. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что молярное количество цинка, присутствующего в фазе связующего вещества в виде ZnO, соответствует максимум 10% ZnO, предпочтительно менее 5% ZnO или менее 2% ZnO, предпочтительно менее 1% ZnO, предпочтительно 0,5% ZnO или менее 0,1% ZnO, из расчета на общее количество цинка, присутствующего в фазе связующего вещества.
18. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что цинк присутствует в цеолите в виде ZnO, Zn(OH)+ и/или Zn++ в позициях ионного обмена.
19. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что общее содержание цинка в катализаторе составляет 8-15 мас.% или 9-13 мас.%.
20. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что цинк в связующем веществе указанного катализатора частично или полностью преобразован в шпинель.
21. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что содержание цинка является одинаковым в частично преобразованной в шпинель и полностью преобразованной в шпинель форме.
22. Бифункциональный катализатор по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что полностью преобразованную в шпинель форму получают посредством нагрева частично преобразованной в шпинель формы при температуре 300-550°С во влажной атмосфере.
23. Способ получения бифункционального катализатора по любому из пп.1-22, причем указанный способ включает следующие этапы:
пропитку катализатора на основе оксида алюминия/цеолита водным раствором с содержанием фосфора и/или цинка, по меньшей мере, частичное преобразование в шпинель пропитанного цинком катализатора на основе оксида алюминия/цеолита посредством нагрева пропитанного катализатора на основе оксида алюминия/цеолита до 300-650°С в течение 0,25-7 ч.
24. Способ получения бифункционального катализатора по любому из пп.1-22, причем указанный способ включает следующие этапы:
нанесение соединения фосфора и/или цинка или раствора соединения фосфора и/или цинка на цеолит или оксид алюминия/цеолит посредством смешивания, формообразование указанной смеси посредством экструзии или гранулирования;
по меньшей мере, частичное преобразование цинка в шпинель в пропитанном катализаторе на основе оксида алюминия/цеолита посредством нагрева пропитанного катализатора на основе оксида алюминия/цеолита до 300-650°С в течение 0,25-7 ч.
25. Способ по п.23 или 24, отличающийся тем, что соединения фосфора и/или цинка наносят по меньшей мере в два отдельных этапа путем перемешивания и/или пропитки.
26. Способ по любому из пп.23-25, отличающийся тем, что фосфор наносят первым.
27. Способ по любому из пп.23-26, отличающийся тем, что цеолит представляет собой ZSM, а предпочтительно H-ZSM-5.
28. Способ по п.23, отличающийся тем, что водный раствор цинка представляет собой раствор нитрата цинка или раствор ацетата цинка и/или тем, что фосфор наносят с использованием дигидрофосфата аммония.
29. Способ по любому из пп.23-28, отличающийся тем, что в результате пропитки цинком, обжига и/или преобразования в шпинель общее содержание цинка составляет от более 3 до 25 мас.%, 8-15 мас.% или 9-13 мас.%.
30. Способ по любому из пп.23-29, отличающийся тем, что концентрация цинка в фазе связующего вещества больше, чем в фазе цеолита.
31. Способ по любому из пп.23-30, отличающийся тем, что катализатор дополнительно или полностью преобразуют в шпинель посредством нагрева частично преобразованной в шпинель формы при температуре 300-550°С во влажной атмосфере.
32. Применение бифункционального катализатора по любому из пп.1-22, применяемого в процессе конверсии метанола, включающем
этап конверсии, при котором поток сырья, содержащий оксигенаты, представляющие собой метанол и/или простой диметиловый эфир, преобразуют в поток углеводородов, богатый ароматическими соединениями, в присутствии указанного бифункционального катализатора.
этап сепарации, при котором поток углеводородов, богатый ароматическими соединениями, разделяют на, по меньшей мере, поток продуктов, богатый ароматическими соединениями, поток, содержащий воду, и поток рециркуляции.
33. Катализатор по любому из пп.1-22, отличающийся тем, что селективность катализатора к ароматическим соединениям составляет 30-80%, что определяется при 420°С, 20 бар, 10 мол.% метанола и объемной скорости 1,6.
34. Катализатор по любому из пп.1-22 и 33, отличающийся тем, что селективность катализатора к СО_х, причем х равен 1 или 2, составляет 0-10%, что определяется при 420°С, 20 бар, 10 мол.% метанола и среднечасовой скорости подачи сырья 1,6.
35. Способ конверсии потока сырья, содержащего метанол и/или простой диметиловый эфир, в поток углеводородов, богатый ароматическими соединениями, в присутствии бифункционального катализатора по любому из пп.1-22, 33, 34, или катализатора, полученного по любому из пп.23-31, отличающийся тем, что поток углеводородов, богатый ароматическими соединениями, разделяют на, по меньшей мере, богатый ароматическими соединениями поток продуктов, поток технологического конденсата и поток отходящего газа, при этом по меньшей мере часть указанного потока отходящего газа рециркулируют в реактор конверсии.
36. Способ по п.35, отличающийся тем, что Н₂, по меньшей мере, частично удаляют из потока рециркуляции отходящего газа.
37. Способ по п.35 или 36, дополнительно включающий первоначальный этап in situ дополнительного или полного преобразования в шпинель указанного, по меньшей мере, частично преобразованного в шпинель бифункционального катализатора, предпочтительно посредством обработки паром при температуре 300-550°С во влажной атмосфере, содержащей предпочтительно 1-100% пара.

---