[發(fā)明專利]制備用于脫氫反應(yīng)的氧化鋁催化劑載體和催化劑的方法，及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480051790.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105579141B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹姆斯·W·考夫曼;帕特里夏·A·胡克斯;巴拉穆拉利·克里希納·R·奈爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司
• 主分類號(hào): B01J37/08
• 分類號(hào): B01J37/08;B01J37/10;B01J21/04;B01J23/58;B01J23/62;B01J27/10;B01J35/10;B01J37/00;C07C5/333
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 張英,宮傳芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑，其制備和應(yīng)用，并且具體地涉及通過(guò)脫氫用于轉(zhuǎn)化烴的那些催化劑。

背景技術(shù)

脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)并且需要熱量的輸入以實(shí)施反應(yīng)。在較高的溫度下，可以實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)化。因此，通常期望較高的溫度。然而，在較高的溫度下，增加了催化劑的結(jié)焦(coking)。在烴的脫氫中，諸如丙烷至丙烯的脫氫，鉑通常用作用于蒸汽類脫氫反應(yīng)的活性催化劑組分。在這些反應(yīng)中，催化劑失活的主要原因是由于在催化劑和催化劑載體表面上積炭(buildup of coke)。積炭導(dǎo)致烷烴/烯烴的熱分解并且最終抑制了鉑表面上的脫氫反應(yīng)。已經(jīng)積累過(guò)多炭的催化劑可能變得不能使用或必須經(jīng)歷再生過(guò)程。

具有高表面積的催化劑載體通常是期望的，這是由于其允許鉑在載體表面上較高的分散。高表面積通常對(duì)應(yīng)于催化劑載體的較小的孔徑。如果表面積過(guò)高，則孔徑可以較小從而使得其容易被焦炭堵塞。這是由于較小的孔徑是受限制的，使得在再生循環(huán)過(guò)程中用于再生的氧氣不能擴(kuò)散并到達(dá)孔深處的焦炭。這最終導(dǎo)致包含鉑的封閉的孔(blocked pore)因此不能用于脫氫反應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)中需要的是提供克服這些缺點(diǎn)的脫氫催化劑載體和催化劑的方法。

發(fā)明內(nèi)容

在實(shí)施方式中，通過(guò)將包括三羥鋁石氫氧化鋁(拜耳體氫氧化鋁，bayerite aluminum hydroxide)(Al(OH)₃)和水的混合物形成為載體材料實(shí)現(xiàn)形成脫氫催化劑載體的方法。將微?；d體材料壓縮至至少5000psig的壓力以形成成型體(shaped body)。在至少750℃的溫度下，在純蒸汽中煅燒成型體至少0.25小時(shí)，以形成具有或更大平均孔徑的催化劑載體。

在特定實(shí)施方式中，在750℃至1000℃的溫度下進(jìn)行煅燒。可以在750℃至1000℃的溫度下進(jìn)行煅燒2小時(shí)至10小時(shí)。

在某些實(shí)例中，可以將微?；妮d體材料壓縮至5000psig至40000psig的壓力。在其他實(shí)例中，可以將微?；妮d體材料壓縮至14500psig至15500psig的壓力。在另外的實(shí)例中，可以將微?；妮d體材料壓縮至5000psig至40000psig的壓力，并在750℃至1000℃的溫度下在純蒸汽中進(jìn)行煅燒0.25小時(shí)至10小時(shí)。

在另一實(shí)施方式中，通過(guò)將包括三羥鋁石氫氧化鋁(Al(OH)₃)和水的混合物形成為載體材料實(shí)施形成脫氫催化劑的方法。將載體材料微粒化。將微?；妮d體壓縮至至少5000psig的壓力至少一秒以形成成型體。在至少750℃的溫度下在純蒸汽中煅燒成型體至少0.25小時(shí)，以形成具有或更大平均孔徑的催化劑載體。使用脫氫催化劑組分處理催化劑載體使得催化劑載體包含脫氫催化劑組分，以形成脫氫催化劑。

在某些實(shí)施方式中，在750℃至1000℃的溫度下進(jìn)行煅燒。在其他實(shí)施方式中，在750℃至1000℃的溫度下進(jìn)行煅燒0.25小時(shí)至10小時(shí)。

在一些實(shí)例中，將微?；妮d體材料壓縮至5000psig至40000psig的壓力。在其他實(shí)例中，將微?；妮d體材料壓縮至14500psig至15500psig的壓力，并在750℃至900℃的溫度下在純蒸汽中進(jìn)行煅燒2小時(shí)至5小時(shí)。

在特定應(yīng)用中，脫氫催化劑組分包括(is comprised of)鉑(Pt)、錫(Sn)、鎳(Ni)磷(P)和鈣(Ca)中的至少一種。在其他應(yīng)用中，脫氫催化劑組分包括鉑(Pt)、錫(Sn)、鎳(Ni)磷(P)和鈣(Ca)。

在一些實(shí)施方式中，催化劑包含0.2wt.％至2wt.％水平的鉑。

在特定實(shí)例中，脫氫催化劑組分包括組分(A)-(G)，其中：(A)是鉑(Pt)；(B)是鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鎵(Ga)、銦(In)和鈦(Ti)中的至少一種；(C)是鐵、鈷、鎳和鈀中的至少一種；(D)是磷；(E)是鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)和鑭系元素中的至少一種；(F)是氯(Cl)；且(G)是錳(Mn)。