[發明專利]載體為球形介孔二氧化硅的非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑及其制法和應用

在審

• 申請號: 201811459546.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111250097A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉紅梅;亢宇;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: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;B01J23/06;B01J37/08;C07C11/09;C07C5/333
• 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

1.一種制備非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(a)在模板劑的存在下，將硅源與酸劑進行混合接觸，并將混合接觸后得到的混合物依次進行晶化、過濾和干燥，得到具有立方體心結構的介孔材料原粉；

(b)將所述具有立方體心結構的介孔材料原粉進行脫模板劑處理，得到球形介孔二氧化硅載體；

(c)在超聲條件下，將球形介孔二氧化硅載體與含有第一活性非貴金屬組分前驅體和第二活性非貴金屬組分前驅體的溶液中進行浸漬處理，然后依次進行去除溶劑、干燥和焙燒，得到初始非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑；

(d)使用含硫氣體對所述初始非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑進行硫化處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(a)中，所述模板劑和所述硅源用量的摩爾比為1：200-300；

優選地，所述模板劑為三嵌段共聚物聚氧乙烯醚–聚氧丙烯醚–聚氧乙烯醚EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆，所述硅源包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、正硅酸鈉和硅溶膠中的至少一種，更優選為正硅酸乙酯；

進一步優選地，所述混合接觸的條件包括：溫度為25-60℃，時間為25min以上，pH為1-6，所述晶化的條件包括：溫度為30-150℃，時間為10-72h。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)中，所述脫模板劑處理的過程包括：在300-600℃下，將所述具有立方體心結構的介孔材料原粉進行煅燒8-20h。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(c)中，所述超聲條件包括：溫度為10-100℃，時間為10-180min，功率為100-300W；

優選地，所述超聲條件包括：溫度為20-80℃，時間為30-120min，功率為150-250W；

優選地，所述球形介孔二氧化硅載體和所述含有第一活性非貴金屬組分前驅體和第二活性非貴金屬組分前驅體的溶液的用量使得制備的非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑中，以所述非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑的總重量為基準，第一活性非貴金屬組分以第一活性非貴金屬元素計的含量為1-25重量％，優選為3-20重量％；第二活性非貴金屬組分以第二活性非貴金屬元素計的含量為0.1-10重量％，優選為0.5-5重量％；所述球形介孔二氧化硅載體的含量為63-98重量％，優選為73-96.3重量％。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其中，所述含有第一活性非貴金屬組分前驅體的溶液為鐵、鎳、鋅、鉬、鎢、錳、錫和銅的可溶鹽溶液中的至少一種；所述含有所述第二活性非貴金屬組分前驅體的溶液為堿金屬或堿土金屬的可溶鹽溶液中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(d)中，所述含硫氣體為含有硫化氫的氮氣、氦氣和氬氣中的至少一種；

優選地，硫化氫在含硫氣體中的體積含量為0.1-5％，更優選為0.3-2％；

更優選地，所述硫化處理的條件包括：溫度為400-700℃，時間為1-15h；優選地，所述硫化處理的條件包括：溫度為450-650℃，時間為2-8h；

進一步優選地，所述硫化處理的條件使得在所述非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑中，以所述非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑的總重量為基準，硫元素的含量為0.1-5重量％，優選為0.2-2重量％。

7.由權利要求1-6中任意一項所述的方法制備的載體為球形介孔二氧化硅的非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑。

8.根據權利要求7所述的非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑，其中，所述非貴金屬系異丁烷脫氫催化劑包括載體以及負載在所述載體上的第一活性非貴金屬組分、第二活性非貴金屬組分和硫元素組分，其中，所述載體為球形介孔二氧化硅載體，所述球形介孔二氧化硅載體具有立方體心結構，所述球形介孔二氧化硅載體的平均粒徑為2-10μm，比表面積為700-900m²/g，孔體積為0.5-1mL/g，最可幾孔徑為1-5nm。