[發(fā)明專利]低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810733769.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN110681389A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋磊;繆長(zhǎng)喜;朱敏;徐永繁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01J23/888
• 分類號(hào): B01J23/888;C07C15/46;C07C5/333
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑，主要解決以往技術(shù)中存在的低鉀催化劑在低水比條件下穩(wěn)定性差的問題。本發(fā)明通過采用低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑，以重量百分比計(jì)包括以下組份：65～75％的Fe₂O₃；2.5～10％的LaFeO₃；4～9％的K₂O；5～10％的CeO₂；0.5～5％的WO₃；0.5～5％的MgO；0.5～5％的CaO；0.5～5％的重稀土氧化物；所述重稀土氧化物選自Tm₂O₃、Yb₂O₃或Lu₂O₃的至少一種的技術(shù)方案，可用于低水比條件下乙苯脫氫制備苯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低鉀含量的低水比乙苯脫氫制苯乙烯催化劑。

背景技術(shù)

乙苯脫氫的主反應(yīng)為C₆H₅-C₂H₅→C₆H₅CH＝CH₂+H₂+124KJ/mol。從熱力學(xué)上看，降低乙苯分壓對(duì)平衡有利，因此工業(yè)上通常加入水蒸汽，促使反應(yīng)向產(chǎn)物方向移動(dòng)。乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯技術(shù)最新發(fā)展趨勢(shì)是降低原材料消耗和提高能效。水的汽化潛熱很大，苯乙烯生產(chǎn)過程耗用大量過熱水蒸汽作為脫氫介質(zhì)使得該工藝能耗大、生產(chǎn)成本居高不下。開發(fā)適用于等溫式固定床中水比(水蒸汽與乙苯之比)低于1.3(重量)的低水比催化劑、從而降低工業(yè)裝置操作水比成為苯乙烯裝置、特別是大型苯乙烯裝置的迫切需要。

工業(yè)上乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯普遍采用的是以氧化鐵為主要活性組分、氧化鉀為主要助催化劑的鐵系催化劑，通常鉀含量大于15％，但鉀在高溫水蒸汽沖刷下容易流失與遷移，影響催化劑的自再生能力和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)10％左右低鉀含量是乙苯脫氫催化劑開發(fā)的主流。一般公認(rèn)鉀堿是最有效的抗積炭助劑，低鉀催化劑在低水比下操作，活性相KFeO₂和儲(chǔ)鉀相KFe₁₁O₁₇容易被還原，穩(wěn)定性差，因此必須設(shè)法增強(qiáng)低鉀催化劑耐低水比的能力。

對(duì)此，根據(jù)迄今為止的有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，人們已作過很多嘗試。歐洲專利0177832報(bào)道了在催化劑中加入1.8～5.4％(重量)的氧化鎂后，在水比低于2.0(重量)下表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性能，但該催化劑的鉀含量較高，大于20％。如ZL95111761.0報(bào)導(dǎo)了在Fe-K-Cr體系中加入多種金屬氧化物和硅溶膠，制得的催化劑適于低水比下運(yùn)行，但該催化劑含有污染環(huán)境、已被淘汰的Cr。

隨著苯乙烯裝置規(guī)模的大型化，節(jié)能顯得越來越重要。因此，對(duì)脫氫催化劑的使用條件作微小的改進(jìn)，不需改動(dòng)任何設(shè)備，不需增加投資，就能使生產(chǎn)企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)一種適于低水比條件下運(yùn)行的低鉀催化劑，一直是研究人員努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是以往技術(shù)中存在的低鉀催化劑在低水比條件下穩(wěn)定性差的問題，提供一種新的低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑，該催化劑具鉀含量低、用于低水比條件下乙苯脫氫制備苯乙烯反應(yīng)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對(duì)應(yīng)的低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑的制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對(duì)應(yīng)的低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑在乙苯脫氫制苯乙烯中的應(yīng)用方法。

為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：低鉀含量的低水比乙苯脫氫催化劑，以占所述催化劑總的重量百分比計(jì)，包括以下組份：

(a)65～75％的Fe₂O₃；

(b)2.5～10％的LaFeO₃；