[發(fā)明專利]低水比乙苯脫氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810733787.0
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN110681390B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋磊;繆長喜;朱敏;徐永繁
• 申請（專利權(quán)）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上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;C07C5/367;C07C15/46
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本發(fā)明涉及低水比乙苯脫氫催化劑及其制備方法和應(yīng)用，主要解決以往技術(shù)中存在的催化劑中的鉀在乙苯脫氫制苯乙烯反應(yīng)過程中容易遷移與流失，催化劑穩(wěn)定性差的問題。本發(fā)明通過采用低水比乙苯脫氫催化劑，以重量百分比計包括以下組份：66～76％的Fe₂O₃；4～9％的K₂O；4～7％的K₂ZnO₂；6～12％的CeO₂；0.5～4.5％的WO₃；0.5～4.5％的MgO；0.5～5％的SrO；0.5～5％的中稀土氧化物，所述中稀土氧化物選自Eu₂O₃、Gd₂O₃或Tb₂O₃的至少一種；0.05～3％選自Ge或Pb的氧化物的技術(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)明涉及一種低水比乙苯脫氫制苯乙烯催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

乙苯脫氫是強吸熱、增分子的可逆反應(yīng)。工業(yè)上通常采用惰性氣體作稀釋劑以降低乙苯分壓，促使反應(yīng)向產(chǎn)物方向移動。水蒸汽在苯乙烯生產(chǎn)中的作用體現(xiàn)在：

(1)加熱反應(yīng)原料到所需溫度，避免將乙苯直接加熱到更高溫度，抑制副反應(yīng)的發(fā)生；

(2)補充熱量，以免由于反應(yīng)吸熱而降溫；

(3)降低乙苯分壓，促使平衡向苯乙烯方向移動；

(4)通過水煤氣反應(yīng)不斷排除催化劑上的積炭，使催化劑自動再生。

但水蒸汽加入量受到反應(yīng)系統(tǒng)允許壓力降和能耗這兩個因素的制約。苯乙烯生產(chǎn)耗用大量的水蒸汽作為脫氫介質(zhì)，能耗大、產(chǎn)物冷凝量大、過程設(shè)備費用高，生產(chǎn)成本居高不下。開發(fā)適用于等溫式固定床中水比低于1.6(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。

苯乙烯催化劑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。鉀可以成數(shù)量級地增加氧化鐵的活性，而且能促進水煤氣反應(yīng)將積炭排除、使催化劑自動再生，但鉀在反應(yīng)過程中容易遷移與流失，這是造成催化劑失活的一個重要原因。一般催化劑如果在水比(水/乙苯)低于2.0(重量)下進行乙苯脫氫反應(yīng)，水煤氣反應(yīng)速度變慢，催化劑表面積炭增加，催化活性快速下降。對此，根據(jù)迄今為止的有關(guān)文獻報導(dǎo)，科研人員已作過很多嘗試。如已公開的歐洲專利0177832報道了在催化劑中加入1.8～5.4％(重量)的氧化鎂后，催化劑可以在水比低于2.0(重量)下表現(xiàn)出穩(wěn)定的優(yōu)良性能，但該催化劑的鉀含量較高，大于20％。如已公開的美國專利4535067報道了催化劑中一部分鉀以鉀霞石復(fù)鹽形式加入,但該催化劑在614±2℃時轉(zhuǎn)化率不到65％，選擇性最高93％，單收不到60％，相對較低，而且,沒有涉及催化劑的壽命。

隨著苯乙烯裝置的大型化，節(jié)能顯得越來越重要。因此，對脫氫催化劑的使用條件作微小的改進，不需改動任何設(shè)備，不需增加投資，就能使生產(chǎn)企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟效益。開發(fā)一種適于低水比條件下運行的脫氫催化劑，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，提供一種新的低水比乙苯脫氫催化劑，該催化劑用于乙苯脫氫制備苯乙烯反應(yīng)具有低水比條件下穩(wěn)定性好的特點。

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)問題之一相對應(yīng)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)問題之一相對應(yīng)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：低水比乙苯脫氫催化劑，以占所述催化劑總的重量百分比計，包括以下組份：