[發明專利]鈦濃度低的高活性和高穩定性氧化鐵基脫氫催化劑及其制備和使用

有效

• 申請號: 200580042044.X
• 申請日: 2005-11-16
• 公開（公告）號: CN101072638A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: R·M·科瓦爾斯基
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J23/887;C07C5/333
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 龍傳紅

技術領域

本發明涉及鈦濃度低的氧化鐵基脫氫催化劑及其制備和使用。

背景技術

在烷基芳烴催化脫氫成烯基芳烴的領域中，一直努力地開發當使 用時具有高活性和選擇性性能同時顯示出高穩定性的改進催化劑。催 化劑的穩定性是指當使用時其催化失活或者下降的速度。催化劑的失 活速度影響其有效壽命，且一般優選催化劑高度穩定，以便在較低苛 刻度的工藝條件下增加其有效壽命并改進產物產率。

常常使用氧化鐵基催化劑，使烷基芳族化合物如乙基苯脫氫得到 相應的烯基芳族化合物如苯乙烯。可使用各種來源和形式的氧化鐵， 其中包括例如黃色氧化鐵(針鐵礦，FeOOH)、黑色氧化鐵(磁鐵礦，Fe₃O₄) 和紅色氧化鐵(赤鐵礦，Fe₂O₃)，來配制這些氧化鐵基催化劑。

用作氧化鐵基脫氫催化劑中組分的可能候選物的一類氧化鐵可包 括通過噴霧焙燒氯化鐵溶液生產的那些氧化鐵。在美國專利 No.5911967中公開了生產這種氧化鐵的方法的實例，其中描述了通過 在反應腔室內噴霧焙燒含有氯化鐵的溶液來生產氧化鐵的方法，其中 所述溶液熱分解得到氧化鐵。

已經發現，當在制備脫氫催化劑中使用時，重構(restructured) 氧化鐵提供提高的催化選擇性。U.S.5668075公開了制備重構氧化鐵 的方法，所述重構氧化鐵是在形成氧化鐵基脫氫催化劑中使用的特別 理想的組分。U.S.5668075公開了通過使有效量的重構劑與起始氧化 鐵材料接觸或者組合，然后加熱所得混合物，直到發生重構化而制備 重構氧化鐵。所得重構氧化鐵可合適地用于制備氧化鐵基脫氫催化劑。

美國專利公布US2003/0144566公開了一種氧化鐵基脫氫催化劑， 它通過組合熱分解鹵化鐵獲得的氧化鐵(如在U.S.5911967中所公開 的)與黃色氧化鐵而獲得。可煅燒該組合物或混合物得到最終催化劑 組合物。該專利公布還表明微量其它類型的氧化鐵可與通過熱分解鹵 化鐵獲得的氧化鐵組合。一個這樣的實例是Penniman紅色氧化鐵，例 如通過U.S.1368748所教導的Penniman方法制備的那些。其它實例包 括前面所提到的針鐵礦、赤鐵礦和磁鐵礦以及磁赤鐵礦與纖鐵礦。

關于使用所謂的Penniman紅色氧化鐵作為氧化鐵基脫氫催化劑 中的組分，U.S.5689023公開了優選使用由黃色α-FeOOH中間體脫水 由鐵屑衍生的氧化鐵或者換句話說由通過Penniman方法制備的黃色 氧化鐵衍生的氧化鐵配制的大顆粒氧化鐵。

U.S.5190906教導了為提高催化劑的催化性能而添加氧化鈦到氧 化鐵基脫氫催化劑中。‘906專利認為添加 0.005-0.95wt％(50-9500ppmw)的氧化鈦到氧化鐵基脫氫催化劑的催化 組分的混合物中將改進催化劑的性能。‘906專利進一步表明在形成 其催化劑中所使用的氧化鐵可來自于多種不同來源，其中包括通過沉 淀方法生產的氧化鐵。當使用這種氧化鐵時，可通過添加水溶性鈦鹽 到制備氧化鐵和氧化鐵前體所使用的鐵鹽的水溶液內，從而將氧化鈦 摻入到催化劑內。

如前述現有技術中所述，通過Penniman方法生產的Penniman紅 色氧化鐵或者紅色氧化鐵的前體可以是在配制氧化鐵基脫氫催化劑中 使用的理想的氧化鐵來源。在開發與現有技術催化劑相比具有改進催 化性能的脫氫催化劑組合物中，繼續嘗試使用這種氧化鐵來源。

發明內容

因此，本發明的目的是提供具有改進的催化性能的氧化鐵基脫氫 催化劑。

本發明另一目的是提供脫氫催化劑，它利用通過沉淀方法衍生的 氧化鐵或者氧化鐵前體作為其組分。

本發明又一目的是提供制備氧化鐵基脫氫催化劑的方法，該方法 利用通過沉淀方法制備的氧化鐵或者氧化鐵前體。

本發明的又一目的是提供改進的脫氫工藝，該工藝利用用通過沉 淀方法衍生的氧化鐵或者氧化鐵前體制備的氧化鐵基脫氫催化劑。

因此，一項發明是氧化鐵基脫氫催化劑組合物，它包括鈦含量低 的氧化鐵組分，其中通過熱處理黃色氧化鐵沉淀制備該氧化鐵組分， 而其中所述黃色氧化鐵沉淀通過從鐵鹽溶液中沉淀黃色氧化鐵沉淀來 制備，和其中氧化鐵基脫氫催化劑組合物具有第一鈦濃度。氧化鐵基 脫氫催化劑組合物可進一步包括附加脫氫催化劑組分。