[發明專利]丙烷二氧化碳脫氫制丙烯用的催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201010292066.4
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101966466A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 張帆;武潤霞;聶穎穎;尚書寧;華偉明;樂英紅;高滋
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;C07C11/06;C07C5/333
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明本發明屬于化工催化劑技術領域，具體涉及一種丙烷二氧化碳脫氫制丙烯用的催化劑及其制備方法。

背景技術

近年來，由于丙烯下游產品的快速發展，極大地促進了我國丙烯需求量的快速增長。據估計，2010年我國丙烯總生產能力將達到1080萬噸/年，但是我國對丙烯的需求量將達到1905萬噸，供需缺口為825萬噸，丙烯供需矛盾十分突出。由于石油資源的緊張，目前依靠石油的蒸汽裂化和催化裂化技術已經遠遠無法滿足迅速增長的丙烯需求。我國有豐富的液化石油氣，它基本上由?60%的丙烷和20%的丁烷組成，若能有效地將丙烷通過脫氫轉化成丙烯，將可緩解丙烯來源不足的問題。所以丙烷催化脫氫成為了當今研究熱點，也是解決丙烯供需問題的途徑之一。

工業上丙烷催化脫氫主要采用UOP公司的Oleflex技術和ABB?Lummus公司的Catofin技術，前者使用Pt-Sn/Al₂O₃催化劑，后者使用氧化鉻/氧化鋁催化劑。但是仍然存在催化劑失活很快、再生頻繁、耗費大量能源等缺點，急需新的脫氫技術加以改善。二氧化碳加入到反應氣中，與純脫氫及氧氣氧化脫氫制丙烯相比優勢在于：（1）可以提高平衡轉化率；（2）降低反應溫度；（3）作為溫和氧化劑，防止深度氧化，保證產物丙烯的選擇性；（4）去除積碳，提高催化劑的穩定性；（5）二氧化碳作為溫室氣體被消耗，符合當今環保理念。

目前，丙烷二氧化碳脫氫制丙烯的催化劑普遍存在活性低、穩定性差、選擇性低、價格昂貴等缺點，限制了該項技術的工業化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在丙烷二氧化碳脫氫制丙烯反應中活性高、丙烯選擇性高的催化劑及其制備方法。

另外，本發明還提供該催化劑在丙烷二氧化碳脫氫制丙烯反應中的應用。

本發明提供的催化劑是一種負載型氧化鉻催化劑，其制備方法的具體步驟如下：

（1）將原子硅鋁比為25-250、晶粒尺寸為0.1-5?mm的NaZSM-5沸石加入到Cr³⁺離子濃度為0.0005-0.007?g/mL的鉻鹽水溶液中，使其形成均勻的懸濁液，液固比為5-50?mL/g；

（2）將懸濁液置于紅外燈下不斷攪拌，直至將溶液蒸干，80-110^oC干燥10-40?h，空氣氣氛中500-700^oC焙燒3-20?h，即得到所需的負載型氧化鉻催化劑。

本發明中，所述鉻鹽優選為Cr(NO₃)₃或CrCl₃或Cr₂(SO₄)₃。

本發明中，所述負載型氧化鉻催化劑中，以重量百分比計，較佳的Cr含量為2%-7%。

本發明中，所述負載型氧化鉻催化劑中，NaZSM-5沸石載體較佳的原子硅鋁比為60-130，較佳的晶粒尺寸為0.2-0.6?mm。

本發明還提出了所述負載型氧化鉻催化劑在丙烷二氧化碳脫氫制丙烯反應中的應用，其具體反應條件如下：?

（1）所述催化劑在氮氣氣氛中于500-700^oC活化1-5?h；

（2）于常壓條件下在固定床流動反應器中進行反應，氣體總流量為18--25?mL/min，其中丙烷流量為0.5-2?mL/min，二氧化碳的流量為0.5-5?mL/min，其余為氮氣；

（3）所述催化劑用量為0.2-0.4?g，催化反應的溫度為500-650^oC，反應時間為1-8?h。

本發明提供的催化劑及其應用優點在于：本發明的催化劑制備方法簡單、成本低；催化劑活性高、反應溫度低；二氧化碳氣氛下丙烷脫氫反應，丙烯得率高。

下面通過實施例對本發明作進一步的闡述。

具體實施方式