1.一種金屬改性ZSM-5分子篩催化劑,其特征在于,所述催化劑是用改性元素通過水熱法對ZSM-5分子篩進(jìn)行改性制備得到的;其中所述改性元素為La和/或Ce;其中以制備得到的ZSM-5分子篩催化劑中的ZSM-5總質(zhì)量為100%計(jì),所述改性元素的質(zhì)量含量為0.01-15%;優(yōu)選所述金屬改性ZSM-5分子篩催化劑用于輕烴催化裂解制備低碳烯烴,其中優(yōu)選所述輕烴為碳原子數(shù)為4-8的烷烴或烯烴單質(zhì)或混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑,其特征在于,所述ZSM-5分子篩的硅鋁比為10-500,優(yōu)選為20-200。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑,其特征在于,所述水熱法的反應(yīng)條件是:溫度80-300℃,反應(yīng)壓力為47Kpa-8000Kpa,反應(yīng)時(shí)間6-48h;優(yōu)選溫度為120-160℃,反應(yīng)壓力為200Kpa-620Kpa,反應(yīng)時(shí)間為10-16h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑,其特征在于,所述水熱法是將改性元素的前驅(qū)體鹽溶液加入到ZSM-5分子篩中進(jìn)行水熱反應(yīng),得到所述的金屬改性ZSM-5分子篩催化劑;優(yōu)選ZSM-5分子篩與改性元素的前驅(qū)體鹽溶液質(zhì)量比為1:0.8~1:5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑,其特征在于,所述改性元素的前驅(qū)體鹽為改性元素的硝酸鹽和/或氯化鹽;優(yōu)選為硝酸鑭、氯化鑭、硝酸鈰、硝酸亞鈰和硝酸鈰銨中的一種或多種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑,其特征在于,所述溶液的溶劑為水和/或有機(jī)酸;優(yōu)選有機(jī)酸選自乙酸、乙二酸和檸檬酸中的一種或兩種;優(yōu)選當(dāng)溶劑為水和有機(jī)酸時(shí),水和有機(jī)酸的質(zhì)量比為1-20:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑,其特征在于,在水熱反應(yīng)結(jié)束后還包括將反應(yīng)液抽濾或干燥的步驟,并得到所述金屬改性ZSM-5分子篩催化劑。
8.權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)金屬改性ZSM-5分子篩催化劑的制備方法,所述方法包括用改性元素通過水熱法對ZSM-5分子篩進(jìn)行改性;其中所述改性元素為La和/或Ce;其中以制備得到的ZSM-5分子篩催化劑中的ZSM-5總質(zhì)量為100%計(jì),所述改性元素的質(zhì)量含量為0.01-15%。
9.權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)金屬改性ZSM-5分子篩催化劑在輕烴催化裂解制備低碳烯烴中的應(yīng)用;優(yōu)選所述輕烴為碳原子數(shù)為4-8的烷烴或烯烴的單質(zhì)或混合物。
10.一種輕烴催化裂解制備低碳烯烴的方法,其特征在于,所述方法包括以輕烴為原料,在權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)金屬改性ZSM-5分子篩催化劑催化下進(jìn)行裂解反應(yīng)制備低碳烯烴;其中優(yōu)選所述輕烴為碳原子數(shù)為4-8的烷烴或烯烴單質(zhì)或混合物;優(yōu)選所述裂解反應(yīng)的反應(yīng)條件包括:溫度500-700℃,壓力為常壓,載氣為氮?dú)饣蛩魵猓桓鼉?yōu)選反應(yīng)條件還包括:空速為0.5-15h-1,載氣與原料氣流量比為5-15;優(yōu)選反應(yīng)器為固定床或流化床反應(yīng)器。