[發明專利]一種乙苯脫氫催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910079965.3
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101829576A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王濤;李曉艷;姚文君;梁玉龍;王繼龍;常曉昕;頡偉;龔光碧;吳江;張才;張峰;岳寶榮;成飛龍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;B01J23/80;B01J23/83;B01J23/881;B01J23/882;B01J23/885;B01J23/888;C07C5/333;C07C15/46
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術領域

本發明涉及一種乙苯脫氫制備苯乙烯的催化劑及其制備方法。

背景技術

目前全球的苯乙烯絕大多數裝置都采用催化脫氫法生產，脫氫催化劑的發展已歷經數代，由以前的鋅系催化劑發展到目前通用的鐵系催化劑。乙苯催脫氫催化劑在使用過程中，原料和工況的波動對其性能影響較大，使得催化劑中的重要助劑鉀遷移和流失現象較嚴重，并使催化劑的物理結構發生較大變化，從而導致催化劑的使用壽命下降，穩定性明顯變差，在使用后期催化劑的活性明顯不如以前。在催化劑后期使用的過程中，往往通過提高反應溫度來維持催化劑之前的高活性，一般用為維持催化劑的初活性，單位時間內提高溫度的速率或一定溫度下單位時間內催化劑活性下降速率來表示催化劑的失活速率。在保持催化劑高活性的同時，提高催化劑的穩定性就是要降低催化劑的失活速率，現已成為乙苯脫氫催化劑研發的重要方向之一。

美國專利4098723、4052338中報導了釩、鈷對鐵-鉀-鉻體系催化劑選擇性的改善，指出了在催化劑中加入少量的釩和鈷的化合物，不僅可以改善催化劑的穩定性，而且也提高了苯乙烯的收率。美國專利4144197報導了釩、鈷加入脫氫催化劑后，其轉化率在70％的情況下，催化劑的選擇性在94％左右。歐洲專利EP502510報導在鐵-鉀-鈰-鉬-鈣體系中加入二氧化鈦后，在保持高轉化率的情況下，選擇性有所提高，在溫度620℃、2.0水油比、1.0空速條件下，乙苯轉化率達78.37％，苯乙烯最高選擇性95.19％。

中國專利CN1328985A報道在Fe-K-Ce-Mo體系催化劑中添加錳的金屬氧化物能有效降低催化劑的表面弱酸性，另一方面在該體系中引入Ti、Zr、W、V、Ni、Co、Ca或Mg及Al、Ge、Se、Bi、P、B、Sn、Pb、Si的氧化物，能能善催化劑的活性和選擇性，同時能提高催化劑的抗沖擊能力，從而延長催化劑的使用壽命。中國專利CN1470325報道在Fe-K-Ce-Mo-Mg體系催化劑中添加釩、鈷、錳、鈦氧化物組合，并且這四種氧化物在最優加入量范圍內，明顯地在保持催化劑活性的同時增加了催化劑的選擇性，制得的催化劑在620℃、2.0水比條件下，能獲得較高轉化率和選擇性，另外催化劑強度的提高，還可減少爐前阻力，提高投料量，延長催化劑的使用壽命。中國專利CN1810368報道通過在鐵-鉀-鈰-鉬體系中采用添加鋯、錫以及至少一種選自鈣、錳、鎢的氧化物組合的技術方案，較好地解決了以往技術中存在的副產甲苯多、苯乙烯選擇性低以及穩定性差的問題。中國專利CN1810366A報道在鐵-鉀-鈰-鉬為主體系的催化劑中采用部分鉀霞石代替部分可溶性的鉀化合物，降低了鉀的遷移和流失速度，從而不斷促進積碳的清除，延長了催化劑的使用壽命，取得了較好的技術效果。

發明內容

本發明主要解決的問題是克服工業應用中乙苯脫氫催化劑穩定性不好，活性下降太快等缺點，在Fe-K-Ce-Mo(或W或Mo-W)為主體系的催化劑中添加多種金屬氧化物穩定助劑。具體的說，本發明所公開的乙苯脫氫催化劑，以所有金屬氧化物活性組分重量為100份計，包括如下組份：

a)50～80份的鐵氧化物，以Fe₂O₃計；

b)5～25份的鉀氧化物，以K₂O計；

c)5～20份的鈰氧化物，以Ce₂O₃計；

d)1～10份的鎢和/或鉬氧化物，以WO₃和/或MoO₃計；

e)1～10份的鈣氧化物，以CaO計；

f)0.5～10份的鋇氧化物，以BaO計；

g)0.001～5份的銅氧化物，以CuO計；

h)0.001～5份的鋅氧化物，以ZnO₂計；

i)0.001～5份的鈷氧化物，以Co₂O₃計；

j)0.0005～0.5份鑭的氧化物，以La₂O₃計。