[發明專利]復合型催化劑、制備方法及其在異丁烷脫氫制備異丁烯反應中的應用在審

申請號：	201710653888.2	申請日：	2017-08-02
公開（公告）號：	CN107376903A	公開（公告）日：	2017-11-24
發明（設計）人：	毛繼平;韓海波;宋業恒;張國良;郝代軍;陳新宇;江莉;何文;秦毓辰	申請（專利權）人：	中石化煉化工程（集團）股份有限公司
主分類號：	B01J23/42	分類號：	B01J23/42;B01J23/89;C07C5/333;C07C11/09
代理公司：	北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371	代理人：	劉書芝
地址：	100101 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	復合型催化劑制備方法及其丁烷脫氫異丁烯反應中的應用
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體而言，涉及一種復合型催化劑、制備方法及其在異丁烷脫氫制備異丁烯反應中的應用。

背景技術

丁烯是一種重要的有機化工原料，特別是異丁烯，被廣泛應用于生產聚異丁烯、MTBE、叔丁醇、丁基橡膠、低碳烯烴烷基化、混合低碳烯烴、有機玻璃等化學品。近年來，異丁烯的需求量呈逐年遞增趨勢，異丁烯在傳統工藝中主要來自于石腦油裂解和催化裂化的副產品，隨著異丁烯下游產品的不斷開發，采用傳統工藝生產的異丁烯已遠遠不能滿足市場需求。而石油加工過程中生產的丁烷和液化氣中的丁烷，其大部分被用作燃料消耗掉，造成極大的資源浪費。因此，如何高效利用C4烷烴資源，已成為一個研究的熱點問題。丁烷脫氫制丁烯是利用丁烷資源的主要途徑之一，既可提高煉廠C4烷烴資源的利用率和附加值，又可緩解丁烯供應不足的現狀，具有良好的工業應用前景。

在丁烷直接脫氫制丁烯的技術中，關鍵在于研制具有高活性、高選擇性和高穩定性的催化劑，它決定了丁烷脫氫工藝的流程、成本、經濟效益以及能否實現工業化。異丁烷脫氫是吸熱反應，反應溫度超過500℃才可獲得較高的轉化率，目前主要采用Pt系和Cr系催化劑，已實現工業化生產的有UOP公司的Oleflex工藝、Lummus公司的Carotin工藝、Phillips石油公司的STAR工藝等；其反應溫度為500-650℃，反應壓力為0.1-0.6MPa。Cr系催化劑由于其穩定性差，且致癌，目前研究較少；Pt系催化劑主要采用Al₂O₃作為載體，但是其價格昂貴，且高溫反應下易造成積碳失活導致其穩定性較差。盡管這些催化劑在某些條件下的烷烴轉化率和烯烴選擇性較高，但是，此類工藝中存在催化劑堆比大，床層壓降大，反應空速低、傳質傳熱慢容易造成催化劑床層溫度分布不均，產生局部熱點，產物易進一步發生副反應，且鉑在高溫條件下容易聚集導致催化活性及選擇性下降和反應床層壓降的增加，甚至深度脫氫導致催化劑積碳失活，從而影響反應的正常進行，導致催化反應的穩定性較差，縮短催化劑的使用壽命。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種復合型催化劑，該復合型催化劑具有大空隙率及良好的滲透性和傳質傳熱性能，低溫活性較好，選擇性好，穩定性好，成本低，使用壽命長。

本發明的第二目的在于提供一種上述復合型催化劑的制備方法，采用該方法制備得到的復合型催化劑具有大空隙率及良好的滲透性和傳質傳熱性能、低溫活性較好、選擇性好、穩定性好、成本低和使用壽命長的優點。

本發明的第三目的在于提供一種上述復合型催化劑在異丁烷脫氫制備異丁烯反應中的應用，能夠提高異丁烷轉化率和異丁烯的選擇性，且反應穩定性更高、催化劑使用壽命更長、成本更低。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種復合型催化劑，主要由負載鉑催化劑和金屬微纖組成，負載鉑催化劑被包結于金屬微纖形成的三維網絡中。

作為進一步優選地技術方案，負載鉑催化劑的重量份數為10-50份，金屬微纖的重量份數為50-90份。

作為進一步優選地技術方案，負載鉑催化劑包括鉑、助劑和載體，其中鉑的負載量為0.1％-1％，優選為0.2％-0.6％。

作為進一步優選地技術方案，所述助劑為Sn、Na、Ka、Mg、La或Fe中的至少一種，助劑的負載量為0-10％，優選為0.5％-5％。

作為進一步優選地技術方案，所述載體為Al₂O₃、分子篩、SiO₂或炭材料中的至少一種。

作為進一步優選地技術方案，金屬微纖的材質為鎳、不銹鋼、鋁、鋅或銅中的至少一種；