[發(fā)明專利]用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410428977.3
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105363484B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾鐵強;繆長喜;吳文海;樊志貴;吳省;劉瑞丹
• 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上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03;B01J29/78;B01J23/68;C07C11/06;C07C11/09;C07C5/333
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本發(fā)明涉及一種用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑及其應(yīng)用，主要解決現(xiàn)有用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑催化活性較低、積炭嚴(yán)重、單程穩(wěn)定性差的問題。本發(fā)明通過一種用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑及其應(yīng)用，該催化劑以硅基材料為載體，以鉑系元素和釩氧化物為活性組分，以IB族元素、稀土元素以及IIIA族元素氧化物為助劑，采用浸漬的方法進行負載，最后進行催化劑燒炭再生的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，低碳烯烴原料因需求量增加，逐漸供應(yīng)不足，而天然氣中和煉油廠得到的大量廉價的低碳烷烴主要用作民用燃料，尚未得到充分利用，附加值很低，利用低碳烷烴脫氫生產(chǎn)低碳烯烴，有著巨大的應(yīng)用前景。低碳烯烴是一種重要的有機化工原料，廣泛應(yīng)用于藥物、塑料、合成橡膠、汽油添加劑、離子交換樹脂、洗滌劑、香料及各種化工中間體的生產(chǎn)。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，對低碳烯烴的需求增長很快，開發(fā)由附加值低的碳烷烴制取低碳烯烴過程對于充分利用低碳烷烴資源、開辟新的烯烴來源具有重要意義。丙烯/異丁烯主要來自石腦油及液化石油氣的蒸汽裂解和煉化廠流化催化裂化過程的聯(lián)產(chǎn)或副產(chǎn)，目前僅靠上述方法已難以滿足我國化工行業(yè)快速發(fā)展的需求。丙烷/異丁烷脫氫技術(shù)已經(jīng)成為繼蒸汽裂解和流化催化裂化過程的聯(lián)產(chǎn)或副產(chǎn)之后重要的丙烯/異丁烯來源。

低碳烷烴脫氫催化反應(yīng)在高溫、低壓條件下進行，催化劑積炭失活嚴(yán)重，開發(fā)高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性的催化劑成為該技術(shù)的關(guān)鍵。目前已工業(yè)化的催化劑主要有兩類，一類以金屬氧化物為活性組分，如中國專利(CN200910012450.1、CN200610126812.6)披露的以鉻元素為主活性組分的催化劑，具有活性高、成本較低等優(yōu)點，但失活快，且有毒、難以符合環(huán)保要求。另一類是負載型貴金屬催化劑，如美國專利(US4438288)報道的催化劑以Pt為活性組分，以Sn為助劑，使用浸漬法將鉑、錫負載于γ-Al₂O₃、SiO₂或MgO等載體上，并浸漬加入堿金屬或堿土金屬，該催化劑的缺點在于活性和選擇性較低，異丁烷轉(zhuǎn)化率為39％～44％。中國專利(CN 96117222.3)公開的催化劑，采用浸漬法將Pt負載到MgAl(O)復(fù)合氧化物載體，該催化劑初始的異丁烷轉(zhuǎn)化率為59％，異丁烯選擇性為97％～98％，但催化劑失活較快，反應(yīng)5小時后異丁烷轉(zhuǎn)化率降至45.6％。中國專利(CN200710020064.8)及(CN200710133324.2)批露了浸漬法制備的鉑-錫-稀土催化劑用于丙烷脫氫反應(yīng)，載體為含Na的X型、Y型或ZSM-5分子篩，具有較高的丙烯選擇性，但丙烷轉(zhuǎn)化率保持在約30％，該專利沒有提供多次燒炭再生過程的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。

低碳烷烴脫氫催化劑目前已經(jīng)取得較大進展，但仍存在催化活性較低，催化劑容易積 炭失活，頻繁再生后活性下降等問題。本發(fā)明以硅基材料為載體，以鉑系元素和釩氧化物為活性組分，以IB族元素、稀土元素以及IIIA族元素氧化物為助劑，明顯地改善了催化劑的脫氫性能和抗積炭性能，降低催化脫氫過程成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑活性較低、積炭嚴(yán)重、單程穩(wěn)定性差的問題，提供一種新的用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑，該催化劑制備方法簡便，單位活性組分有效利用率高，具有在高溫條件下使用時，催化劑烯烴選擇性高、積炭失活速率慢、催化劑穩(wěn)定性高的優(yōu)點。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種用于低碳烷烴脫氫制低碳烯烴的催化劑，以重量百分比計包含以下組分：

a)以硅基材料為載體，載體為催化劑重量的77～98.78％；

b)以鉑系元素和釩氧化物為活性組分，所述鉑系元素占催化劑的質(zhì)量百分比為0.1～1.0％，所述釩氧化物占催化劑的質(zhì)量百分比為1～10％；

c)以IB族元素為助劑，所述IB族元素為催化劑重量的0.01～1.0％；