[發明專利]一種低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法

有效

• 申請號: 201410326939.7
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104084218A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 黃力;王向華;吳沛成;劉寬;周鈺明;張建國;孫勇;徐雋;白靜玄;王麗
• 申請（專利權）人: 南京沃來德能源科技有限公司
• 主分類號: B01J23/96
• 分類號: B01J23/96;B01J23/63;C07C5/333;C07C11/06;C07C11/09
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技術領域

本發明涉及一種低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，適用于丙烷、異丁烷催化脫氫反應，屬于工業催化技術領域。

背景技術

隨著丙烯和異丁烯的需求不斷增長，增產丙烯和異丁烯逐漸成為石油化工領域中的研究熱點。我國的C₃、C₄資源豐富，但是絕大部分卻被用作民用燃料燒掉，造成了資源的巨大浪費。通過低碳烷烴催化脫氫反應，將量大價廉的低碳烷烴轉變為市場緊缺的高附加值的相應烯烴，具有重要的研究意義和經濟價值。低碳烷烴催化脫氫反應是一個強吸熱過程，需要在高溫、低壓的條件下進行。催化劑很容易被反應過程中所產生的積碳所覆蓋，進而失活。由于脫氫催化劑主要是貴金屬Pt系催化劑，催化劑的生產成本以及加工費用較高，因此，催化劑的再生技術顯得尤為重要。

目前報道的Pt系低碳烷烴脫氫催化劑的再生技術，如專利USP4133743、USP4210519、USP5087792、USP6916756、USP7585803、CN1541140A、CN101765576A、CN101940959A等，其再生過程一般包括如下幾個步驟：第一，向裝有催化劑的反應器內通入空氣和惰性氣體的混合氣，進行燒炭；第二，燒炭結束后，繼續通空氣，同時用泵向反應器內注入如液氯、四氯化碳等含氯化合物以及一定量的水蒸氣，在500°C左右進行氯氧化反應，使催化劑上的Pt金屬重新分散；第三，將補氯后的催化劑在空氣氣氛下焙燒，后水蒸氣脫氯，最后將催化劑在氫氣氣氛中還原，得再生后的催化劑。

在第一步燒炭過程中，催化劑很容易產生局部過熱的情況，即所謂的“飛溫”現象，造成催化劑的永久失活。為了避免這一現象，燒炭過程中需要向反應器內通入大量的惰性氣體如氮氣、水蒸氣等作為稀釋劑來降低混合氣體中的氧含量。因而燒炭時間長，能耗高，氣體消耗量大。第二步的補氯步驟工藝要求高，能耗高，操作較復雜，設備投資大。因此，催化劑的再生技術有進一步開發的必要。CN103801330A公開了低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，將氧化處理后的催化劑進行同步脫氯和還原處理，縮短了再生時間，降低了能耗。CN101940959A公開了一種將低碳烷烴脫氫催化劑先在空氣中再生，然后再在水蒸氣和空氣的混合氣氛中再生的兩步器內再生方法，縮短了再生的時間。然而上述方法仍存在能耗高、氣體消耗量大等問題。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，該方法操作簡單，能耗低，氣體消耗量小，再生后的催化劑的活性和穩定性恢復至新鮮催化劑的水平。

技術方案：一種低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1.?積碳失活的低碳烷烴脫氫催化劑采用器外燒炭方式，在空氣氣氛中進行，燒炭溫度分為三個臺階，分別為低溫預熱段的100-300°C維持0.5-2h，優選200-280°C維持1-2h，中溫燒炭段的300-450°C維持1-5h，優選320-400°C維持2-4h，以及高溫燒炭段的450-550°C維持2-10h，優選480-520°C維持4-6h。

????步驟2.?將步驟1中燒去焦炭的催化劑浸漬氯化物的水溶液，使催化劑上負載上氯元素，浸漬溫度為30-150°C，優選50-120°C，浸漬時間為0.5-8h，優選1-8h。然后經50-200°C，優選80-150°C，干燥1-10h，優選2-8h。氯的負載量以元素計為催化劑總質量的0.05-5wt%，優選0.2-3wt%。

????步驟3.?將步驟2中干燥后的催化劑移入不銹鋼反應器內，于空氣氣氛中400-600°C焙燒1-10h，優選500-550°C焙燒5-8h。隨后，繼續通空氣，同時向反應器內注入水蒸氣，并在400-600°C維持1-6h，優選450-550°C維持2-5h，水蒸氣與空氣的質量百分比為1:10-8:10，優選3:10-7:10。最后將催化劑在氫氣氣氛中，400-600°C還原1-10h，優選500-550°C焙燒5-10h。既得再生后的低碳烷烴脫氫催化劑。

上述低碳烷烴脫氫催化劑的再生步驟1中燒炭是在空氣氣氛下，于回轉式焙燒爐內或者隧道窯內進行的。

上述低碳烷烴脫氫催化劑的再生步驟2中，浸漬步驟所使用的氯化物水溶液可以是鹽酸水溶液、氯化銨水溶液、三氯化鋁水溶液、一氯乙酸水溶液、二氯乙酸水溶液、三氯乙酸水溶液、氯乙酸鈉水溶液、氯化鋰水溶液、氯化鈉水溶液、氯化鉀水溶液、氯化鎂水溶液、氯化鈣水溶液、氯化鍶水溶液中的一種或幾種的組合。