[發明專利]氧化鋁載體及其制備方法和脫氫催化劑及其應用

在審

• 申請號: 201710235594.8
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN108686713A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 劉紅梅;亢宇;薛琳;張明森
• 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: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J21/04;B01J23/62;B01J35/10;C07C5/333;C07C11/06;C01F7/44
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及脫氫催化劑領域，公開了一種氧化鋁載體及其制備方法和脫氫催化劑及其應用。具體地，該氧化鋁載體的制備方法包括以下步驟：(1)將擬薄水鋁石與低碳醇進行接觸和固液分離；(2)在惰性氣氛下，將所述固液分離得到的固體產物進行干燥和焙燒。將由本發明所述制備方法得到的氧化鋁載體應用于脫氫催化劑中，得到的丙烯脫氫催化劑具有較高的丙烷轉化率，較高的丙烯選擇性，從而獲得較高的丙烯產率，同時積碳量較低。

技術領域

本發明涉及脫氫催化劑領域，具體地，涉及一種氧化鋁載體的制備方法，由該方法制備的氧化鋁載體，包含該氧化鋁載體的脫氫催化劑，以及該脫氫催化劑在丙烷脫氫制丙烯中應用。

背景技術

丙烯是僅次于乙烯的重要有機石油化工基礎原料，廣泛用于生產聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸、甘油、異丙醇、聚丙烯腈、丁辛醇等化工產品。目前，丙烯絕大部分來源于石油的催化裂化和柴油、石腦油的裂解。隨著石油資源的日漸匱乏，傳統的丙烯生產技術已無法滿足日益增長的丙烯需求。在上述背景下，丙烷脫氫制丙烯成為增加丙烯來源的重要途徑之一。丙烷脫氫技術主要分為直接脫氫和氧化脫氫，其中直接脫氫技術已經于20世紀90年代實現了工業化生產。工業應用的丙烷直接脫氫催化劑主要為Cr系催化劑(Catofin、Linde和FBD工藝)和Pt系催化劑(Oleflex工藝)，這兩類催化劑都是使用氧化鋁作為主要載體的。鉻系催化劑價格偏低但易于失活，而且重金屬鉻還會造成嚴重的環境污染。相對來說，Pt系催化劑的活性較高，選擇性和穩定性較好，并且對環境更加友好；但是，由于貴金屬鉑價格昂貴，導致催化劑成本較高。

有研究發現，催化劑載體結構(包括比表面積、孔容、孔徑分布等物理結構和表面酸性位、電子性能等化學結構)不僅對負載活性組分的分散度有重要影響，而且還直接影響反應過程中的傳質與擴散。因此，多相催化劑的活性、選擇性和穩定性等催化性能既取決于活性組分的催化特征，又與催化劑載體的結構有關。為了盡量降低Pt系催化劑中的貴金屬含量，同時提高催化劑的活性和穩定性，使用適合的氧化鋁載體至為重要。如果現有氧化鋁載體的載體機械強度、孔道結構以及酸堿性不符合催化劑制備的需要，可以采用適當的方法進行改性以獲得適宜的載體結構，進而獲得性能優良的催化劑。近年來，氧化鋁載體在化工催化等領域得到了廣泛應用，人們對其物化性質的要求也越來越高。因此，在學術界積累了大量的氧化鋁改性經驗，例如：可以采用水蒸氣處理法或加入擴孔劑等方法來調節氧化鋁載體的孔徑大小(Journal of Molecular Catalysts A：Chemical，2002，181(1-2)：33-39；工業催化，2006，14(11)：56-59；無機化學學報，2005，21(2)：212-216；無機化學學報，2007，23(4)：563-568)；可以通過添加金屬元素、金屬氧化物和非金屬元素來調節氧化鋁表面的酸堿性(高等學校化學學報，2002，23(10)：1952-1955；石油化工，2005，34(增刊)：445-446)；可以加入稀土金屬、堿土金屬、非金屬及其氧化物來提高氧化鋁載體的水熱穩定性(US 4722920、CN 1958456，US 4677095)。但是，現有的上述氧化鋁載體很難實現在降低Pt系催化劑中的貴金屬含量的同時提高催化劑的活性、選擇性和穩定性的目的。因此，目前急需尋找一種特別適用于脫氫催化劑的載體，使得催化劑的活性金屬組分能夠在該載體中更好地分散，以盡量減少貴金屬組分(特別是Pt)的用量，同時提高催化劑的活性、選擇性和穩定性。

發明內容

本發明的目的是克服現有的脫氫催化劑的制備工藝復雜、活性金屬組分分散不均勻且為了達到較好的脫氫活性、選擇性和穩定性需要較高貴金屬負載量的缺陷，提供一種氧化鋁載體的制備方法及由該方法制備得到的氧化鋁載體和脫氫催化劑及其應用。