[發明專利]含尖晶石的層狀復合載體

有效

• 申請號: 200710040696.0
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101306389A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 李應成;馬春景;翁漪
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J37/025;B01J23/62;C07C5/333;C07C15/46
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發明涉及一種含尖晶石的層狀復合載體。

背景技術

目前應用于化工和煉油過程催化劑有相當一部分是采用貴金屬作為活性組分的負載型催化劑。由于貴金屬價格昂貴，因此其在催化劑中的含量往往較低。研究發現活性組分在載體內非均勻分布可以降低貴金屬的用量，提高貴金屬的利用率；同時，在許多反應中非均勻分布的催化劑也表現出比均勻分布催化劑更好的活性、選擇性和壽命。這其中最重要的一種就是蛋殼型催化劑，即活性組分集中于載體表層的表面薄殼型，主要應用于提高串聯反應中間產物的選擇性或提高快速反應的選擇性，即當內擴散速率<<本征反應速率時，如果反應速率很快，反應物分子剛擴散進入到孔道內一點距離就反應掉了，而擴散速率跟不上，這樣使得催化劑中心部分的內表面沒有得到利用，因而將催化劑活性組分制備成薄殼形分布。另外，因為活性組分集中于載體外表層，對于一些放熱反應而言，更有利于反應熱的轉移，以保持催化劑的穩定性并延長催化劑的壽命，因而在工業上得到廣泛的應用，并取得良好的效果。

例如汽車尾氣凈化催化劑，CN1342520發明了一種汽車尾氣凈化催化劑，以堇青石蜂窩狀陶瓷基體為第一載體，以氧化鋁涂層漿液為第二載體，其特征在于氧化鋁涂層漿液包括氧化鋁、稀土鑭和鈰氧化物、貴金屬、過渡金屬和堿土金屬。CN1502407報道了一種汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法，以堇青石蜂窩陶瓷為第一載體、以氧化鋁-富鑭混合稀土(攙雜Zr⁴⁺、Ba²⁺等)涂層為第二載體、以含有過渡金屬、稀土元素、堿土金屬和微量貴金屬為活性組分涂層。CN1600418公開了一種汽車尾氣凈化催化劑及其制備方法，即以堇青石陶瓷為載體，以鋁膠和絲光沸石為涂層基體，以La-Ce-Zr固溶體或La、Ce、Zr、Mn等元素中的一種或幾種氧化物或復合氧化物為助劑，以Pt、Pd、Rh為主要活性組分。

再如在乙苯催化脫氫生產苯乙烯過程中，由于脫氫反應是吸熱反應，因而催化劑的床層溫度在反應過程中會明顯降低，從而導致了原料轉化率的降低。控制反應溫度的一種方法是在反應中通入氧氣或者含有氧氣的氣體選擇性氧化氫氣，即催化燃燒在脫氫過程中產?生的氫氣，從而提高反應溫度，促使平衡移動，進而提高飽和碳氫化合物脫氫生產不飽和碳氫化合物的轉化率。對于氫氣的選擇性氧化反應，專利US6177381和CN1479649A報道了分層催化劑組合物。該催化劑有一個內核例如α-氧化鋁和一個無機氧化物的涂層例如γ-氧化鋁。外層上均勻地負載了鉑系金屬如鉑和助催化劑如錫。又如專利US6858769和CN1705510A報道了一種以鋁酸鋰為載體的氫氣選擇性氧化反應催化劑。該催化劑以堇青石為內核，以鋁酸鋰為涂層，在涂層上負載鉑系金屬和修飾金屬，例如，鉑和錫。這種催化劑在脫氫反應中對氫氣選擇性氧化具有很好的效果，并且催化劑中Pt的用量明顯降低。

-氧化鋁為載體的內核，由于這些惰性材料比表面積小，為了提高催化劑的活性，專利都采用在載體上涂覆一層大比表面積的涂層材料以擴大載體有效表面積的方法。但汽車尾氣凈化催化劑使用的是復合載體，不具備層狀載體的優點，因而反應原料及產物通常會擴散至催化劑的內表面進行反應，這樣對于串連反應中間產物的選擇性或提高快速反應的選擇性是不利的。對于乙苯催化脫氫-氫氣選擇性氧化催化劑而言，其采用的載體為層狀復合載體，但載體涂層比表面積仍然偏低(約50～80米²/克)，因而貴金屬的分散度及利用效率有待于進一步提高；并且其涂層厚度略厚(40～400微米)，因而導致原料芳烴在載體表面停留時間延長，致使其原料及產物損失率升高。

發明內容