[發(fā)明專利]異丁烷脫氫催化劑及其制備方法以及異丁烷脫氫制異丁烯的方法

有效

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• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN110496617B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 亢宇;劉紅梅;劉東兵
• 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: B01J23/60
• 分類號: B01J23/60;B01J35/02;B01J35/08;B01J35/10;C07C5/333;C07C11/09
• 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(fā)明涉及催化劑領域，公開了一種異丁烷脫氫催化劑及其制備方法以及異丁烷脫氫制異丁烯的方法。所述制備異丁烷脫氫催化劑的方法包括：(a)將模板劑、N,N?二甲基甲酰胺和鹽酸混合至固體物充分溶解；(b)將步驟(a)所得溶液與硅酸酯進行第一接觸；(c)將步驟(b)所得產物與硅膠進行第二接觸，并將第二接觸后得到的混合物依次進行晶化、過濾、洗滌和干燥，得到硅膠介孔二氧化硅復合材料原粉；(d)將步驟(c)所得產物中的模板劑脫除得到硅膠介孔二氧化硅復合材料載體；(e)將步驟(d)所得硅膠介孔二氧化硅復合材料載體在含有Pt組分前驅體和Zn組分。由該方法制備的異丁烷脫氫催化劑具有較好的脫氫活性和抗積碳性。

技術領域

本發(fā)明涉及催化劑領域，具體地，涉及一種制備異丁烷脫氫催化劑的方法和由該方法制備的異丁烷脫氫催化劑以及異丁烷脫氫制異丁烯的方法。

背景技術

異丁烯是一種非常重要的有機化工原料，主要用于制備甲基叔丁基醚、丁基橡膠、甲乙酮、聚異丁烯、甲基異丁烯酸酯、異戊二烯、叔丁酚、叔丁胺、1,4-丁二醇和ABS樹脂等各種有機原料和精細化學品。異丁烯的主要來源是石腦油蒸氣裂解制乙烯裝置的副產C4餾分、煉廠流化催化裂化(FCC)裝置的副產C4餾分和Halcon法環(huán)氧丙烷合成中的副產物叔丁醇(TAB)。

近年來，隨著異丁烯下游產品的開發(fā)利用，異丁烯的需求量逐年增長，傳統(tǒng)的異丁烯生產已不能滿足化工行業(yè)對異丁烯的巨大需求，因此異丁烯生產新技術的研究開發(fā)工作成為化工行業(yè)的一大熱點。其中，最有競爭力的技術有異丁烷脫氫、正丁烯骨架異構化和新型FCC裝置增產異丁烯。在這些方法中，異丁烷直接脫氫制異丁烯反應研究較早，已經實現(xiàn)了工業(yè)化生產。我國有豐富的C4資源，但是我國C4餾分的化工利用率較低，大多數(shù)異丁烷直接用作燃料，浪費嚴重。合理利用C4資源是石油化工研究領域面臨的一項迫切任務。因此，異丁烷脫氫制異丁烯在我國有很大的發(fā)展前景。

異丁烷脫氫制異丁烯的催化劑主要有兩類：氧化物催化劑和貴金屬催化劑。氧化物催化劑主要包括Cr₂O₃、V₂O₅、Fe₂O₃、MoO₃、ZnO等以及它們的復合氧化物V-Sb-O、V-Mo-O、Ni-V-O、V-Nb-O、Cr-Ce-O、鉬酸鹽等。與貴金屬催化劑相比，氧化物催化劑價格偏低。但是，該類催化劑易于積碳，催化活性、選擇性和穩(wěn)定性都比較低。另外，多數(shù)氧化物催化劑含有毒性較大的成分，不利于環(huán)保。貴金屬催化劑上的脫氫反應研究已經有很長的歷史，與其它金屬氧化物催化劑相比，貴金屬催化劑活性較高，選擇性較好，并且對環(huán)境更加友好。但是，由于貴金屬價格昂貴導致催化劑成本較高，并且該類催化劑的性能也還沒有達到滿意程度。

為了改善異丁烷脫氫制異丁烯催化劑的反應性能，研究人員做了很多工作。比如：通過改變催化劑的制備方法改善催化劑性能(工業(yè)催化，2014，22(2):148-153)，通過添加助劑提高催化劑穩(wěn)定性(Catal.Today，2000，55(3):213-223)，通過改善載體性能提高催化劑抗積碳能力(燃料化學學報，2013，41(12):1481-1487)。然而，目前常用的載體比表面積較小，既不利于活性金屬組分在載體表面的分散，也不利于反應過程中原料及產物的擴散。

因此，如何改善異丁烷脫氫催化劑的反應性能是異丁烷脫氫制異丁烯領域一個亟待解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的異丁烷脫氫催化劑貴金屬活性組分分散不均勻、催化活性及穩(wěn)定性較差的缺陷，提供一種制備異丁烷脫氫催化劑的方法和由該方法制備的異丁烷脫氫催化劑以及異丁烷脫氫制異丁烯的方法，由本發(fā)明提供的方法易于操作、環(huán)境友好且成本低廉，且由該方法制得的異丁烷脫氫催化劑，在貴金屬負載量很低的情況下，就能夠達到較好的脫氫活性、選擇性、穩(wěn)定性和抗積碳性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種制備異丁烷脫氫催化劑的方法，該方法包括以下步驟：