[發明專利]低溫乙苯脫氫催化劑

無效

• 申請號: 200910057802.5
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101992108A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 宋磊;陳銅;危春玲;繆長喜
• 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: B01J27/057
• 分類號: B01J27/057;B01J23/888;B01J23/83;B01J23/78;C07C15/46;C07C5/333
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發明涉及一種低溫乙苯脫氫催化劑。

背景技術

眾所周知，工業上約90％的苯乙烯由乙苯催化脫氫制得，該方法的關鍵之一是催化劑。專利報道的催化劑分兩類：一類是Fe-K-Cr系列，如已公開的美國專利4134858、4152300、4144197，雖然該類催化劑的活性和穩定性較好，但由于含有對環境不太友好的鉻，已被淘汰。另一類是Fe-K-Ce-Mo系列，如已公開的美國專利4804799、歐洲專利0502510A1、0297685A1、0305020A1，此類催化劑不僅用Ce、Mo替代了Cr，而且催化劑的活性和穩定性較前者有較大幅度的提高，已被各國苯乙烯生產廠家采用，它存在的主要問題是反應溫度高，一般都在620℃以上，使得生產能耗居高不下。目前，乙苯脫氫生產苯乙烯技術相當成熟，最新發展趨勢是在降低原材料消耗和提高能效上做文章。

乙苯脫氫生產苯乙烯普遍采用的是以氧化鐵為主要活性組分、氧化鉀為主要助催化劑的鐵系催化劑。但鉀在高溫水蒸汽沖刷下緩慢流失與遷移，是催化劑不可逆失活的主要原因之一，目前降低鉀含量是乙苯脫氫催化劑開發的主流。

世界上乙苯脫氫生成苯乙烯的工業裝置規模絕大部分在10萬噸/年以上，反應溫度高、副產物多、能耗高，一直是困擾苯乙烯生產廠家的難題，脫氫反應溫度如能降低5℃乃至10℃，對工業裝置而言，不要改動任何設備，不需增加投資，一年就能節省水蒸汽、電方面的大量開支，另外由于脫氫反應在低溫下運行，對于延長催化劑壽命、降低設備材質耐高溫要求，也有積極意義。因此，尋找一種低溫脫氫催化劑，大幅度降低能耗，一直是研究人員感興趣的課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是以往技術中存在的低鉀催化劑在低溫條件下活性低的問題，提供一種新的用于乙苯脫氫制備苯乙烯的催化劑。該催化劑用于乙苯脫氫反應具有低溫活性高，單收高，能有效降低能耗、延長裝置運行周期、減少催化劑更新費用及由于頻繁更換催化劑造成的產量損失的優點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種低溫乙苯脫氫催化劑，以重量百分比計包括以下組份：

(a)65～80％的Fe₂O₃；

(b)6～12％的K₂O；

(c)6～10％的CeO₂；

(d)0.5～5％的WO₃；

(e)0.5～5％的MgO；

(f)0.5～8％的SeO₂；

(g)選自Pm₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃或Dy₂O₃的至少一種重稀土氧化物，其用量為0.1～5％；

(h)2～5％為粘結劑。

上述技術方案中，以重量百分比計，Fe₂O₃由氧化鐵紅和氧化鐵黃所組成，其配比為Fe₂O₃∶Fe₂O₃·H₂O＝1～3.5∶1。以重量百分比計，優選方案為催化劑中加入0.8～7％的SeO₂，更優選方案為催化劑中加入0.8～5％的SeO₂。以重量百分比計，優選方案為催化劑中加入0.5～5％選自Pm₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃或Dy₂O₃的至少一種重稀土氧化物。

本發明涉及的催化劑組份所用的原料如下：

Fe₂O₃以氧化鐵紅和氧化鐵黃形式加入；所用K以碳酸鉀形式加入；所用Ce以氧化物、氫氧化物或鈰鹽形式加入；所用W以它的鹽或氧化物形式加入；所用Se和Mg以氧化物形式加入；其余的元素以氧化物形式加入。在本發明的制備過程中，除催化劑主體成分外還應加入制孔劑和粘結劑，制孔劑可從石墨、聚苯乙烯微球或羧甲基纖維素鈉中選擇，其加入量為催化劑總重量的2～6％。粘結劑可從高嶺土、硅藻土或水泥中選擇，其加入量為催化劑總重量的2～5％。

本發明的催化劑制備方法如下：