[發明專利]一種貴金屬催化劑的再生方法

有效

• 申請號: 201510241310.7
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN105032503B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 張海娟;王海彥;叢玉鳳;張連紅;王衛強
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: B01J38/58
• 分類號: B01J38/58;B01J38/04;B01J23/42
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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，具體地說涉及一種丙烷、異丁烷脫氫貴金屬基催化劑的再生方法。

背景技術

北美頁巖革命帶來大量的低碳烷烴資源，造成乙烯裂解裝置的原料輕質化，丙烯的產量大幅下降。同時在石油資源日益匱乏的大背景下，丙烯的生產已從單純依賴石油為原料向原料來源多樣化的技術路線轉變，并逐漸成為一種趨勢。將天然氣(常規天然氣、頁巖氣、煤層氣、可燃冰等)中副產的丙烷進行脫氫反應制取丙烯是解決這一問題的有效途徑。近幾年來，丙烷脫氫生產丙烯的技術取得了較大發展，已經成為第三大丙烯生產方法。

低碳烷烴(丙烷、異丁烷)脫氫是強吸熱反應，受熱力學平衡限制，反應條件苛刻，積炭與活性金屬燒結一直是影響催化劑活性及穩定性的原因。丙烷脫氫催化劑一般需要頻繁的再生，才能維持長時間連續應用。尤其是貴金屬基脫氫催化劑，受到成本因素限制，再生就顯得更為重要。再生方法直接影響再生催化劑的活性、選擇性和壽命，因此，研究低碳烷烴脫氫催化劑的再生是非常必要的。

目前Pt基脫氫催化劑再生方法多為先燒炭處理，在較高的再生溫度下，燒除催化劑表面的積炭，在這個過程中，Pt組分會進一步聚集。為了恢復Pt基催化劑活性，通常再使用鹵素處理進行Pt的再分散。在此過程又引入了Cl，引起再生催化劑酸性和酸量的改變，對于低碳烷烴催化脫氫催化劑來說，會造成反應時選擇性降低，積炭量增加。因此，又必須采用水熱的方式進行脫氯，但這又會使催化劑中堿金屬流失。為了解決這些問題，許多研究者進行很多嘗試。

USP4473656公開了一種Pt-Ir催化劑的再生方法，采用兩段循環再生法，主要特點是將還原態的含Pt、Ir催化劑在無氧氣氛下與HCl接觸，再在高溫和較高氧含量下進行氧氯化反應，得到氯含量合適的Pt-Ir催化劑。USP4444897公開了一種Pt-Ir催化劑的再生方法，該方法先將Pt-Ir催化劑還原，再在無氧氣氛下用含HCl和水的氦氣處理，然后再用含HCl和元素氧的氣體進行再分散處理。美國專利US5087792所揭示的方法中，催化劑的再生是通過惰性氣體的吹洗，使含氧氣的氣體混合物通過其中，惰性氣體的吹洗和使HCl/氧氣混合物通過其中以便活性金屬再分散在載體上。這些方法中，均引入了鹵素Cl來進行Pt的再分散，而后繼沒有進行脫氯處理，這些鹵素留在催化劑中，對于低碳烷烴脫氫反應來說，增加裂解活性，降低選擇性，增加了更多的積炭。

CN1541140A公開了一種脫氫催化劑的再生方法，該方法通過在300～800℃溫度下，改變氧氣濃度、再生壓力及空速達到脫氫催化劑的再生。這種方法僅采用氧氣進行燒炭，容易使再生催化劑活性金屬聚集。

CN1589970A公開了一種烷基芳烴脫氫生產烷烯基芳烴催化劑的再生方法，該方法采用同步通入水蒸汽和空氣對催化劑進行再生，該方法需要較高的再生溫度，才能完全燒掉催化劑上的積炭，而再生溫度為500℃以下時，并不能完全燒掉催化劑上的積炭。CN101940959A公開了一種低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，該方法首先在較低溫度下在空氣氣氛中再生，燒除催化劑表面的積炭及孔道內部的大部分積炭，再在水蒸汽和空氣的混合氣氛中進一步對催化劑進行再生處理。這兩種方法在進行催化劑再生時，均引入水蒸汽，不僅會造成氧化鋁載體晶相的轉變，也會使低碳烷烴催化劑中堿金屬流失，同時也會一定程度上引起金屬聚集。

從上述貴金屬基脫氫催化劑的再生方法中可以看出，其再生過程中通常都是有目的性的引入了氧氣、鹵素或水蒸汽，雖然一定程度解決了積炭、金屬聚集與堿金屬流失問題，但是往往也帶來其它副作用，不能同時兼顧上述三個問題，不可避免的造成低碳烷烴脫氫再生催化劑的性能與壽命。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，特別是一種丙烷、異丁烷脫氫貴金屬催化劑的再生方法。本發明方法再生效率高，可以避免金屬聚集和堿金屬助劑的流失，再生后催化劑的催化活性達到新鮮催化劑的水平。

本發明低碳烷烴脫氫催化劑的再生方法，包括如下過程：

(1)氫氣氣氛下，使用供氫溶劑處理失活催化劑；

(2)將步驟(1)處理后的失活催化劑在含二氧化碳與一氧化二氮的混合氣氛中處理，得到再生后的催化劑。