[發明專利]一種混合碳四制丁二烯的催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201310277245.4
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103316688A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 王偉躍
• 申請（專利權）人: 王偉躍
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C07C11/167;C07C5/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種混合碳四制丁二烯的催化劑及其制備方法，該催化劑以鐵酸鋅、鐵酸錳和鐵酸鈣為活性組分。鐵鹽、鋅鹽、錳鹽以及鈣鹽溶液以一定比例混合，并在堿性溶液的作用下得到共沉淀溶液，經反復洗滌、過濾后得到催化劑溶膠，此溶膠經直接成型、烘干、焙燒后即可獲得用于固定床反應工藝的軸向固定床或等溫固定床催化劑；若此溶膠與一定比例的粘結劑配成漿液，經噴霧干燥成型、烘干、焙燒后可獲得用于流化床反應工藝的流化床催化劑。

2.根據權利要求1所述混合碳四制丁二烯的催化劑，其特征在于原料混合碳四中正丁烯的含量大于等于45％(重量)，異丁烯的含量小于等于5％(重量)。

3.根據權利要求1所述混合碳四制丁二烯的催化劑，其特征在于鐵鹽、鋅鹽、錳鹽以及鈣鹽為易溶于水的鹽溶液，優選為硝酸鹽溶液、氯化鹽溶液。

4.根據權利要求1所述混合碳四制丁二烯的催化劑，其特征在于堿性溶液為氨水，堿性溶液為緩慢勻速加入，使共沉淀溶液的PH值控制為7.5-11.0。

5.根據權利要求1所述混合碳四制丁二烯的催化劑，其特征在于該催化劑的制備方法為：

步驟一：鐵、鋅、錳及鈣的硝酸鹽或氯化鹽按照一定比例混合，在常溫下滴入氨水或碳酸氫鈣，一邊滴入一邊攪拌，測量混合液的pH值，直至pH值達到要求后停止滴入，然后把混合液升溫至80-90℃，攪拌一段時間后靜置。

步驟二：用去離子水反復洗滌、過濾步驟一獲得的共沉淀混合液，直至濾液的pH值達到7.0-8.0，得到催化劑溶膠。

步驟三：將步驟二得到的溶膠擠條成型，然后在80℃-120℃下干燥10-20小時，再于450℃-800℃條件下焙燒2-12小時，得到用于固定床反應工藝的軸向固定床或等溫固定床催化劑。

步驟四：將步驟二得到的溶膠與一定比例的粘結劑、去離子水均勻混合制得催化劑漿液。

步驟五：將步驟四得到的催化劑漿液噴霧干燥成型，得到一定粒徑分布的催化劑球形顆粒。

步驟六：將步驟五得到的催化劑球形顆粒在80℃-120℃下干燥10-20小時，再于450℃-800℃條件下焙燒2-12小時，得到用于流化床反應工藝的流化床催化劑。

6.根據權利要求1和5所述混合碳四制丁二烯的催化劑及其制備方法，其特征在于用于固定床反應工藝時，共沉淀獲得的催化劑溶膠中鐵、鋅、錳及鈣原子的混合比例(摩爾)為：1.0∶0.05-1.5∶0.01-1.5∶0.01-1.5，優選為：1.0∶0.1-1.0∶0.05-1.0∶0.05-0.5。

7.根據權利要求1和5所述混合碳四制丁二烯的催化劑及其制備方法，其特征在于用于流化床反應工藝時，共沉淀獲得的催化劑溶膠中鐵、鋅、錳及鈣原子的混合比例(摩爾)為：1.0∶0.1-5.0∶0.1-2.0∶0.1-2.0，優選為：1.0∶0.5-1.5∶0.5-0.9∶0.1-1.1。

8.根據權利要求1和5所述混合碳四制丁二烯的催化劑及其制備方法，其特征在于用于固定床反應工藝和流化床反應工藝的催化劑同時具有α-氧化鐵(α-Fe₂O₃)結構以及鐵酸鋅、鐵酸錳和鐵酸鈣的尖晶石結構。

9.根據權利要求5所述混合碳四制丁二烯的催化劑制備方法，其特征在于用于固定床反應工藝的催化劑形狀為圓柱體、三葉草、圓球、拉西環等；用于流化床反應工藝的球形催化劑顆粒粒徑分布為10-120微米，其中40-60微米的催化劑顆粒所占比例為不小于40％。

10.根據權利要求5所述混合碳四制丁二烯的催化劑制備方法，其特征在于合成用于流化床反應工藝的催化劑時采用的粘結劑為田菁粉、高齡土或有機纖維素，粘結劑與去離子水、催化劑溶膠的混合比例(重量)為0.01-0.1∶0.5-5.0∶1.0。

11.根據權利要求1所述混合碳四制丁二烯的催化劑及其制備方法，其特征在于該催化劑應用于固定床反應工藝的應用條件為：反應器為2個或2個以上的一段或多段軸向固定床反應器或等溫固定床反應器，采用反應器切換的方式進行催化劑原位再生，每段反應器之間設計有換熱器，反應溫度為340-500℃，反應壓力為0.05-0.5MPa，丁烯的體積空速為10-500小時^-1，反應進料中丁烯、水蒸汽與氧氣的比例(摩爾)為1∶5-13∶0.6-1.5；該催化劑應用于流化床反應工藝的應用條件為：反應器為沸騰流化床反應器，無需再生器用于催化劑再生，反應器內置撤熱水管，反應溫度為330-440℃，反應壓力為0.05-0.3MPa，丁烯的體積空速為50-450小時^-1，反應進料中丁烯、水蒸汽與氧氣的比例(摩爾)為1∶5-10∶0.6-0.8。