[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

在審

• 申請號: 201710325437.6
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN108855068A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 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;B01J35/10;B01J37/02;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，所述載體為凹凸棒石介孔復合材料，所述凹凸棒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、硅膠濾餅和凹凸棒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，得到凹凸棒石介孔復合材料。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。

凹凸棒石粘土礦為土塊狀結構，顏色為灰白、青灰、淺黃或淺綠。油脂光澤，比重輕，摩氏硬度2-3級，潮濕時呈粘性和可塑性，干燥收縮小，且不產生龜裂，吸水性強，可達到150％以上，PH＝8.5左右，由于內部多孔道，比表面積大，可達350m²/g以上。大部分的陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸附進孔道中。它的電化學性能穩定。放大4萬倍的凹凸棒石晶體形態呈棒狀和纖維狀，其長0.5-5微米，寬0.05-0.15微米，為2：1型粘土礦物，即兩層硅氧四面體夾一層鋁氧八面體。凹凸棒石粘土礦具有納米材料的屬性，是具有納米通道結構的天然納米結構礦物材料，由于它們具有非常大的比表面積和一定的離子交換性，因此廣泛用作干燥劑、防潮珠、吸附劑、催化劑載體和抗菌劑載體等。

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。