[發明專利]負載型催化劑及其制備方法和應用和丙烷脫氫制丙烯的方法

有效

• 申請號: 201710325436.1
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN108855067B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 劉紅梅;亢宇;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: B01J23/62
• 分類號: B01J23/62;B01J35/08;B01J35/10;C07C5/333;C07C11/06
• 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

本發明涉及催化劑領域，公開了一種負載型催化劑及其制備方法和應用和丙烷脫氫制丙烯的方法。所述負載型催化劑包括載體和負載在所述載體上的鉑組分、錫組分和鈉組分，所述載體為蒙脫石介孔復合材料，所述蒙脫石介孔復合材料為采用包括以下步驟的方法制備得到的：制備介孔材料濾餅制備硅膠濾餅；將介孔材料濾餅、硅膠濾餅和蒙脫石分別或混合后進行球磨，將球磨產物使用陶瓷膜過濾器進行洗滌處理，任選將洗滌得到的產物混合，然后進行噴霧干燥，得到蒙脫石介孔復合材料。采用本發明的負載型催化劑催化丙烷脫氫制備丙烯的反應，丙烷轉化率高，丙烯選擇性高。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體地，涉及一種負載型催化劑，一種負載型催化劑的制備方法，所述負載型催化劑在丙烷脫氫制備丙烯反應中的應用，一種丙烷脫氫制備丙烯的方法。

背景技術

丙烯是石油化工的基本原料，主要用于生產聚丙烯、丙烯腈、丙酮、環氧丙烷、丙烯酸和丁辛醇等。丙烯的供應一半來自煉廠副產，另有約45％來自蒸汽裂解，少量其它替代技術。近年來，丙烯的需求量逐年增長，傳統的丙烯生產已不能滿足化工行業對丙烯的需求，因此增產丙烯成為研究的一大熱點。其中，丙烷脫氫制丙烯是丙烯增產的一個主要技術。10多年來，丙烷脫氫制丙烯已經成為工業化丙烯生產的重要工藝過程。丙烷脫氫的主要催化劑有ABB Lummus公司Catofin工藝中的氧化鉻/氧化鋁催化劑和UOP公司Oleflex工藝中的鉑錫/氧化鋁催化劑。鉻系催化劑對原料雜質的要求比較低，與貴金屬相比，價格偏低；但此類催化劑容易積碳失活，每隔15-30分鐘就要再生一次，而且由于催化劑中的鉻是重金屬，環境污染嚴重；鉑錫催化劑活性高，選擇性好，反應周期能夠達到幾天，可以承受較為苛刻的工藝條件，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。丙烷脫氫制丙烯工藝實現工業化生產已經超過二十年，對脫氫催化劑的研究也很多，但當前催化劑還是存在著丙烷轉化率不高及易于失活等缺陷，需要進一步改進和完善。因此，開發性能優良的丙烷脫氫催化劑具有現實意義。

為了改善丙烷脫氫催化劑的反應性能，研究人員做了很多工作。比如：(1)采用分子篩類載體替代傳統的γ-Al₂O₃載體，效果較好的包括MFI型微孔分子篩(CN104307555A，CN101066532A，CN101380587A，CN101513613A)、介孔MCM-41分子篩(CN102389831A)和介孔SBA-15分子篩(CN101972664A，CN101972664B)等；(2)使用硅酸鈣鹽對γ-Al₂O₃載體進行修飾，并且分步浸漬各種活性金屬組分和金屬助劑(CN104368364A)；(3)以氧化鋁和氧化鎂的復合氧化物作為載體，并且分步浸漬各種活性金屬組分和金屬助劑(CN104888818A)。上述各種丙烷脫氫催化劑的改進方法都會導致催化劑制備工藝更加繁瑣，制備成本增加，制備周期延長，甚至會使用到對環境資源不利的試劑或原料。

蒙脫石是地表分布最為廣泛的黏土礦物之一，它具有納-微米級的粒徑、大比表面積、層間離子的可交換性等物化性能，因此可以通過物理化學方法在蒙脫石的層間插入或在表面嫁接一些帶有特殊官能團的離子或分子，從而實現對其表面的修飾和性能調控。由于酸化作用可以使蒙脫石的有效孔洞和表面斷鍵增多，從而可以鑲嵌并滯留外來粒徑相適宜的物質(如污染物等)或進行表面吸附。

發明內容

本發明的目的是克服現有的脫氫催化劑制備工藝復雜、活性金屬組分分散不均勻的缺陷，提供一種負載型催化劑及其制備方法和應用。采用本發明的負載型催化劑催化丙烷脫氫制備丙烯的反應，丙烷轉化率高，丙烯選擇性高。

具體的，第一方面，本發明提供了一種負載型催化劑，所述催化劑包括載體和負載在所述載體上的鉑組分、錫組分和鈉組分，所述載體為蒙脫石介孔復合材料，所述蒙脫石介孔復合材料為采用包括以下步驟的方法制備得到的：

(1)將正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化銨和氨進行第一混合接觸，并將第一混合接觸得到的混合物進行過濾，得到介孔材料濾餅；