[發明專利]一種丙烷脫氫制丙烯催化劑再生的方法

有效

• 申請號: 201610922060.8
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107970950B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 王國清;金立;杜志國;張永剛
• 申請（專利權）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北京化工研究院
• 主分類號: B01J23/96
• 分類號: B01J23/96;C07C5/333;C07C11/06
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發明涉及工業催化技術領域的一種丙烷脫氫制丙烯催化劑再生的方法，包括以下步驟：a)通過在線燒焦的方法去除催化劑表面的積碳；b)通過在線空氣焙燒處理催化劑；c)通過在線氫氣焙燒還原催化劑；d)通過在線生長碳的方法在催化劑表面添加碳助劑。本發明的方法采用分階段燒炭處理，防止燒炭過程出現飛溫造成催化劑活性組分燒結。催化劑在還原活化過程中將氫氣與含碳物質混合，對催化劑進行碳化處理，可以有效提高催化劑的反應性能，同時提高脫氫選擇性和穩定性。

技術領域

本發明涉及工業催化技術領域，更進一步說，涉及一種丙烷脫氫制丙烯催化劑再生的方法。

背景技術

丙烷是一種重要的有機化工原料，廣泛應用于聚丙烯、聚丙烯腈、環氧丙烷、丙酮等化工產品。目前，丙烯主要來源于石腦油蒸汽裂解制乙烯和石油煉制的催化裂化工藝。然而，近年來，隨著美國頁巖氣的大規模應用，使得乙烯裂解工廠的原料由高價的石腦油轉向利用廉價的乙烷，導致副產品丙烯量大幅減少；美國頁巖氣中副產大量的丙烷，通過丙烷催化脫氫的方法高選擇性地得到具有較高附加值的丙烯，具有重要的研究意義。目前，世界上丙烷脫氫技術已經工業化的為UOP的Oleflex工藝和LUMMUS的Catofin工藝。國內外已建或在建的丙烷脫氫裝置均來自上述兩種工藝。

鉑系催化劑是一種常見的用于催化烷烴脫氫的活性金屬，具有較高的催化脫氫反應活性。但是該活性金屬在反應氣氛中往往容易因為催化活性中心的表面積碳而快速降低反應活性。因此需要頻繁對催化劑進行再生。開發簡便易行，催化性能較高恢復以及穩定性高的催化劑具有重要意義。

CN104107704A公開了一種通過階段性燒炭，再分散，再還原最后通過補硫來提高催化劑穩定性的再生方法，有效的提高了催化劑再生的效率，減少了副反應的發生。

CN104923258A公開了一種通過CO處理失活催化劑，再用低碳含氧烴類與HCl混合氣氛中進行處理，最后在低濃度氧氣中燒炭進行再生的方法，避免了催化劑活性中心的流失和聚集。

CN104084218A公開了一種通過分階段燒炭，然后在氯化物水溶液中浸泡，接著在空氣中焙燒，最后通過氫氣再還原的方法實現了鉑系烷烴脫氫催化劑的再生。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本申請提出一種丙烷脫氫制丙烯催化劑再生的方法。工業鉑催化劑再生方法是通過氧化過程進行高活性組分鉑粒子的再分散，從而恢復催化活性。本研究發現在燒炭、氧化、還原過程后進行碳化處理，即催化劑還原過程中將氫氣與碳源混合，可以有效提高催化劑的反應性能，同時提高脫氫選擇性和穩定性。

本申請的一種丙烷脫氫制丙烯催化劑再生的方法，主要包括以下步驟：

a)通過在線燒焦的方法去除催化劑表面的積碳；采用階段性燒焦方法，同時采用在線分析設備對燒焦尾氣進行分析，調控燒焦過程。

b)通過在線空氣焙燒處理催化劑；

c)通過在線氫氣焙燒還原催化劑；

d)通過在線生長碳的方法在催化劑表面添加碳助劑。具體地，可通過含碳氣體在線處理催化劑。

本申請的方法適用于本領域常用的反應器，如固化床反應器、流化床反應器。其中，

所述步驟a)中采用的在線燒焦的方法，包括在線分析燒焦尾氣中碳的氧化物和氧氣的濃度；根據燒焦尾氣中碳的氧化物的濃度調節反應爐內燒焦氣氛中空氣的含量，調節反應爐內的溫度；其中所述碳的氧化物選自二氧化碳，一氧化碳中的至少一種。

具體地，燒焦期間的燒焦尾氣中控制氧氣的質量百分比濃度的范圍在0～20％之間；調節依據為尾氣中一氧化碳和二氧化碳的濃度，其中一氧化碳，二氧化碳總質量百分比濃度不超過5％。

所述燒焦過程中在下列情況下調節所述反應爐的燒焦參數：