[發(fā)明專利]活性氧化鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210212245.1
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN103506137B
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜健準(zhǔn);張明森;柯麗;楊菁;張偉
• 申請（專利權(quán)）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北京化工研究院
• 主分類號: B01J27/055
• 分類號: B01J27/055;B01J27/053;C07C11/06;C07C1/24
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活性氧化鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

丙烯是重要的基本有機(jī)原料。世界上丙烯的來源有蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn) 丙烯、煉廠催化裂化裝置干氣、丙烷脫氫和甲醇制烯烴以及近年來發(fā)展的烯 烴轉(zhuǎn)化等工藝。近年來，丙烯下游產(chǎn)品開發(fā)迅速，丙烯的需求量日益增加。 因此，提高丙烯的利用水平、開發(fā)新的丙烯生產(chǎn)工藝和技術(shù)成為人們研究的 熱點(diǎn)。

丙酮是丙烯的一種重要衍生物。在苯酚/丙酮生產(chǎn)工業(yè)中，丙烯需求量約 占其丙烯總量的4.7%。苯與丙烯生產(chǎn)異丙苯，再經(jīng)氧化過程制備苯酚，聯(lián) 產(chǎn)丙酮。近年來，隨著苯酚工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，聯(lián)產(chǎn)丙酮的總量迅速增 加，局部地區(qū)已出現(xiàn)丙酮過剩的情況。因此，綜合利用丙酮，開發(fā)丙酮加氫 制異丙醇，丙酮經(jīng)異丙醇脫水反應(yīng)制丙烯的工藝和技術(shù)成為可能，并可根據(jù) 市場對丙烯和異丙醇的需求調(diào)整生產(chǎn)工藝。

低碳醇脫水制烯烴的工藝報道較多，但由于低碳醇的結(jié)構(gòu)不同，其具體 工藝技術(shù)不同。如甲醇分子間脫水制二甲醚，甲醇或二甲醚在ZSM-5或 SAPO-34分子篩催化作用下，制取乙烯和丙烯（例如：ApplCatA,Gen,1997, 149(2),289-301、Ind.Eng.Chem.Res.,2010,49(5),2103-2106、ACSCatal,2011, 1(4),292-299、CN102295508A、CN102276408A和CN101659592A）。以ZSM-5 等酸性分子篩為催化劑，乙醇脫水制乙烯反應(yīng)的溫度可降低至250-350℃， 但隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)物中會生成多碳烴，乙烯選擇性下降（例如： CN101939276A、CN102218307A、CN101579637A、CN101439295A和化工 進(jìn)展,2012,31(1),112-116）。還有以氧化鋁為催化劑，乙醇分子內(nèi)脫水制乙烯， 反應(yīng)溫度通常在360-400℃，反應(yīng)溫度較高。

CN102190543A公開了一種乙醇脫水制乙烯的方法，該方法采用含有 0.001-10份的ⅠA或ⅡA中的至少一種金屬氧化物和含有90-99.999份的氧 化鋁催化劑，通過添加有ⅠA或ⅡA中的至少一種金屬氧化物的氧化鋁催化 劑，乙醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上，乙烯的選擇性達(dá)到96%以上。但是需要添 加其他金屬氧化物到氧化鋁中才能達(dá)到較高的乙醇的轉(zhuǎn)化率和乙烯的選擇 性，制備工藝較為復(fù)雜。

另外，由于異丙醇具有仲碳醇結(jié)構(gòu)特征，因此其脫水性能與甲醇和乙醇 的脫水性能不同。由于傳統(tǒng)工藝中，異丙醇作為丙烯的下游產(chǎn)品。丙烯水合 加成生產(chǎn)異丙醇工藝研究較多（例如：DE2034963A1、US2834816A和 CN1175480A)。相反，由異丙醇為原料，經(jīng)脫水反應(yīng)制取丙烯的技術(shù)研究鮮 有報道。

眾所周知，在工業(yè)制備氧化鋁的過程中，原料（如鋁源原料）中及加工 過程中常常帶有雜質(zhì)，在應(yīng)用之前通常需要對含有雜質(zhì)的鋁源進(jìn)行提純，以 有效控制制備得到的催化劑中雜質(zhì)的含量。使用純度較高的鋁源制備氧化鋁 催化劑可以滿足催化劑的活性和選擇性方面的要求，但工業(yè)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種活性氧化鋁催化劑及其制備方法以及活性氧 化鋁催化劑在異丙醇脫水制丙烯中的應(yīng)用，本發(fā)明提供的活性氧化鋁催化劑 通過控制催化劑中雜質(zhì)的種類和含量，使活性氧化鋁催化劑在具有較高的活 性和選擇性的同時，具有較寬的反應(yīng)溫度范圍，并降低了催化劑的原料成本。

本發(fā)明提供了一種活性氧化鋁催化劑，其中，所述活性氧化鋁催化劑含 有氧化鋁和SO₄^2-，以所述催化劑的總重量為基準(zhǔn)，所述SO₄^2-的含量為 0.01-1.5重量%。

本發(fā)明還提供了上述活性氧化鋁催化劑的制備方法，該方法包括將鋁源 焙燒，所述鋁源含有氫氧化鋁和/或氧化鋁；其中，所述鋁源還含有SO₄^2-， 所述鋁源中SO₄^2-的含量使得制成的活性氧化鋁催化劑中，以所述催化劑的 總重量為基準(zhǔn)，SO₄^2-的含量為0.01-1.5重量%。

本發(fā)明還提供了上述活性氧化鋁催化劑在異丙醇脫水制丙烯中的應(yīng)用。