[發明專利]一種丙烷脫氫催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610973064.9
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN108014795A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 孫承林;時宇;榮欣;李先如
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/62
• 分類號: B01J23/62;C07C5/333;C07C11/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開了一種丙烷脫氫催化劑及其制備方法和應用，所述丙烷脫氫催化劑以θ?Al2O3為載體，載體上擔載金屬組分，金屬組分中Pt和In為必要組分，K和/或Ga作為助劑擔載或不擔載于載體上,Pt以元素計為θ?Al2O3載體重量的0.005～0.2％，In以元素計為θ?Al2O3載體重量的0.1～2.0％，K以元素計為θ?Al2O3載體重量的0～2.0％,Ga以元素計為θ?Al2O3載體重量的0～2.0％。該催化劑可采取分步浸漬或共浸漬的方法制備。該方法制得的丙烷脫氫催化劑具有良好的丙烷脫氫反應性能，且該催化劑相比于傳統的Pt基丙烷脫氫催化劑，大幅度降低了貴金屬Pt的負載量，可以大幅度的降低生產成本。

技術領域

本發明屬于催化劑及其制備領域，具體涉及一種以θ-Al2O3為載體，低Pt載量的丙烷脫氫催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

丙烯是非常重要的基礎化工原料，可以用來生產聚丙烯、丙烯腈、苯酚和丙烯氧化物等化工原料，近年來其需求大幅度增長。而常規的蒸汽裂解和FCC技術生產能力不能滿足快速增長的丙烯需求，急需新的丙烯生產技術。近年來，丙烷脫氫生產丙烯的技術受到了越來越多的關注，取得了較大的發展。

丙烷催化脫氫反應在熱力學上是吸熱、分子數增加的可逆反應，其轉化率取決于熱力學平衡，為使反應向脫氫方向進行，需要提高反應溫度和降低壓力。而較高的反應溫度會使丙烷發生裂解、異構化等副反應，使丙烯的選擇性降低，同時，焦炭的沉積使催化劑極易失活。因此，研制高活性、選擇性和穩定性的丙烷脫氫催化劑是丙烷脫氫制丙烯技術的關鍵。目前，已經工業化的丙烷脫氫技術有來自UOP的Oleflex技術和來自Lummus Technology公司的Catofin工藝等，分別采用的是Pt系和Cr系催化劑。由于Cr對環境的污染，主要的研究集中于Pt系催化劑。目前，很多的專利均圍繞著如何提高Pt系丙烷脫氫催化劑的反應性能，多集中在催化劑制備、堿金屬調配、載體優化等方面。USP4,914,075，USP4,353,815，USP4,420,649，USP4,506,032，USP4,595,673，EP562906，EP98622等都報道了用于丙烷和其它低碳烷烴脫氫Pt基催化劑，具有高的烷烴轉化率和烯烴選擇性。CN105709728A，CN105642281A，CN105233844A，CN104998667A等專利通過改變助劑的種類、加入方式，載體的組成和減少催化劑中氯含量等來提高Pt系催化劑的性能；CN104588042A和CN103785423A通過硫化減少催化劑中堿金屬的流失，提高催化劑的性能；CN101884922A減少Sn組分的還原來提高催化劑的性能；CN101513613A通過改變載體來提高Pt系催化劑的性能。盡管采取了很多方法來提高烷烴轉化率和烯烴選擇性，但由于反應受熱力學控制，轉化率一般不高于40％。

目前，國內關于丙烷脫氫催化劑的研究主要集中在Pt系催化劑的優化，催化劑活性組分Pt含量均在0.3～0.6％左右，鮮有降低Pt含量，而保持催化劑活性的方法的報道。本發明的催化劑，通過選擇恰當的助劑和引入方式，可以在大大降低貴金屬Pt的負載量的同時，保持催化劑優異的丙烷脫氫活性和丙烯選擇性，這對于工業應用成本的降低具有重大的意義，可以帶來顯著的經濟效益。

發明內容

本發明提供了一種新型的低Pt載量的丙烷脫氫制丙烯的催化劑，該催化劑對丙烷脫氫反應具有良好的活性、穩定性和烯烴選擇性。

本發明采用的技術方案是: